满足实时导航应用的路径规划算法研究

主要针对当前嵌入式导航应用中路径规划计算存在的问题,设计了一种满足实时导航应用基于转换路网的分层搜索A*算法。该算法对于大区域的路径规划采用分层搜索策略,路径计算时采用能够处理交叉口转向限制和结点权重,并且占用存储空间小,搜索速度快的基于转换路网的二次搜索A*算法。通过实际的应用表明,算法在计算速度、路径合理性等方面可以满足实时导航应用的技术需求。     

面向BIM的室内拓扑-栅格分层路径规划方法

针对传统路径规划方法在复杂大场景环境下的搜索空间大、效率低、避障安全性差等问题,本文提出了一种基于BIM的室内拓扑-栅格分层路径规划方法。首先,建立复杂室内环境的BIM模型,提取模型中结构、障碍物和通道的语义、几何及其关联信息,通过栅格抽象映射得到基础导航地图,并结合层次图思想,开展地图空间分层,获取拓扑-栅格分层地图;然后,利用细化算法,生成拓扑层中各子区域之间的离线先验路网,联合Dijkstra算法选取其中的最优路径,并基于自主改进的A*算法,快速高效搜索栅格层的最优路径,通过组合拼接拓扑层与栅格层的局部最优路径,构建完整的全局最优路径;最后,将本文方法与标准A*算法及蚁群算法作对比,在保证计算效率的同时,不仅缩小了路径搜索空间,还确保了最优路径的安全性,综合验证了所提路径规划方法的优越性。     

Bayes理论在最优路径规划中的应用

路径规划是车载导航系统的核心,是路径引导和信息服务的基础,其目的是根据交通信息分析得到最佳路径。目前,路径规划中对交通信息的应用过于简单,使得交通信息没有得到充分的应用,并且规划结果也不够理想。本文根据交通信息的特点,将其进行量化后,应用Bayes理论将不同的道路交通信息进行融合,将融合后的值作为道路权值应用到最优路径规划中。实验表明,该算法能有效地优化路径规划结果。     

大型网络中容量受限的疏散路径规划方法

针对启发式算法利用Dijkstra算法求解大型动态网络中疏散路径规划问题时,存在疏散时间长、稳定性差等不足,该文提出了一种改进CCRP的方法,即用蚁群算法替代Dijkstra算法求解最优路径,进而减少疏散时间,增加估算疏散时间的精确性。实验表明,该方法能够在大型动态网络下实现路网容量受限的疏散路径规划有效求解,具有疏散时间短、疏散路径少、线性关系强等特点,相比原有CCRP算法更能满足实际疏散的需要。在寻找最优路径上采用蚁群算法求解,相比贪心算法更能支持全局最优、并行计算、疏散效率更高,在支持路况信息实时更新、大规模人群快速疏散、及时调整疏散路线等方面更具优势。     

基于蚁群算法优化正射影像镶嵌线

本文针对正射影像镶嵌线优化需求,本文提出了一种利用蚁群算法优化正射影像镶嵌线的方法。该方法将待镶嵌的相邻正射影像对根据地面坐标计算出它们在重叠区域的差值图像,通过外方位元素生成一条初始镶嵌线,并根据蚁群算法在重叠区域的差值图像上沿着初始镶嵌线在起点至终点选择一条最佳的路径避开房屋等高大地物,保存为最优镶嵌线。试验结果证明该算法能快速、有效选择正射影像的镶嵌线,实现大比例尺与城市地区的正射影像智能镶嵌。     

基于蚁群算法优化正射影像镶嵌线

本文针对正射影像镶嵌线优化需求,本文提出了一种利用蚁群算法优化正射影像镶嵌线的方法。该方法将待镶嵌的相邻正射影像对根据地面坐标计算出它们在重叠区域的差值图像,通过外方位元素生成一条初始镶嵌线,并根据蚁群算法在重叠区域的差值图像上沿着初始镶嵌线在起点至终点选择一条最佳的路径避开房屋等高大地物,保存为最优镶嵌线。试验结果证明该算法能快速、有效选择正射影像的镶嵌线,实现大比例尺与城市地区的正射影像智能镶嵌。     

加权路网分层的最优路径计算

为了弥补传统分层算法在平面最短路径计算中对出行者出行习惯考虑不充分的缺陷,该文提出了一种分层算法的优化策略,即加权路网分层:首先运用层次分析法计算选定的道路属性的权值,对道路属性权值进行组合相加,进而确定道路权值,然后根据确定的分层阈值对路网进行分层,最后运用双向A*算法进行试验,并与传统的分层路网计算结果进行比较。实验结果表明,加权分层策略充分考虑了出行者的出行习惯,能够适用于路径导航中的最优路径计算,具有可行性与实用性。     

基于蚁群算法在实际动态路网中搜索最佳路径的应用

最佳路径是实际动态路网中备受关注的话题之一,为了提高出行的效率、缓解交通拥堵的状况,本文对动态路网进行分析研究。通过分析实际动态路网的可通行性及影响因素,针对在理论研究中未结合实际路网中的影响因素而得出的最佳路线不符实际路线中的最优情况,在蚁群算法的基础上,结合实际路况,笔者对其进行改进,该算法可实现计算出一条从起始点到终点的最佳路径,并在Visual Studio 2010中用C#语言设计并验证了该算法,证明了它的正确性和有效性。     

基于路径和模拟退火的交通

针对以交通规划网络方案作为上层规划,而在给定路网结构下的交通平衡分配作为下层规划的离散交通网络设计双层规划模型,设计了基于模拟退火算法和路径搜索算法的SA-GP求解算法.相对传统基于路段搜索的平衡配流算法,采用路径的搜索算法抓住了Wardrop平衡的本质特征,采用逐步增加路径的方式,取得了较好的运算效率.最后使用算例对算法和模型进行了计算分析,计算的结果表明,模型和算法都是有效的,上下层算法均具有良好的收敛速度和求解效率,能够很好地解决大规模的路网规划设计问题.     

一种多出口室内应急疏散路径规划算法北大核心CSCD

针对多源多汇多路径问题若分别以多个出口为源点,通过多次直接调用Dijkstra算法求解,节点会被多次重复扩展,导致算法搜索效率过低的问题,该文结合Dijkstra算法的执行原理和特点,提出了一种解决多出口室内应急疏散路径规划的新算法。首先通过引入一个连接所有出口节点的虚拟节点作为源点来改变原始网络结构,将多源多汇多路径规划问题转化为单源多汇多路径规划问题;然后以虚拟节点为源点,直接调用Dijkstra算法来搜索源点到各个汇点的最优路径。该算法有效避免了多次调用Dijkstra算法带来的重复搜索节点问题,提高路径搜索效率。实验结果表明,该算法运行时间随着路网总节点数的增加而增加,与出口数关系不大;当出口数越多时,该算法较之现有算法效率提升越明显,具有较高的实用性。     

嵌入式GIS中多尺度道路网路径规划方法的研究

针对大区域路径规划问题,论述了道路层次划分模型和多尺度道路网数据库的建立,提出了构建多级道路网拓扑结构的方法,利用层次空间推理和改进的启发式A^＊算法进行最优路径的选取。     

基于STL的A*路径规划算法设计与实验

以图论作为理论基础分析道路网络数据,采用C 标准模板库(STL),针对道路网络的特征,分析设计了A*路径规划算法并给出实例。     

一种面向室内导航的通行区域模型及其自动提取算法

面向室内位置服务中路径规划与导航的应用需求,提出一种基于栅格空间的通行区域模型及其自动提取算法。首先,在栅格模型基础上引入了相邻栅格和途经栅格,结合具体示例阐述了通行区域模型的基本原理;然后,根据室内地图数据特征,通过室内栅格模型初始化、通行区域初次提取和邻域融合,设计了通行区域的自动提取算法;最后,选取西单大悦城一楼室内地图数据进行了不同栅格尺度的通行区域自动提取和路径规划试验。结果表明,该算法针对走廊内存在障碍等复杂室内环境具有较好的适用性,并且通行区域模型相比网络模型的路径规划结果更加符合复杂室内环境的路径行走特征。     

顾及道路通达性和时间成本的多用户位置推荐

位置推荐是地理社交网络的重要应用,针对城市范围内多用户集体社交活动的规划需求,在顾及道路通达性和时间成本的情况下进行位置推荐算法的研究。针对城市路网结构特征和导航路线规划特点,在地图应用程序接口的支持下,利用各用户间导航路线上的特定点自动识别、构建区域实现位置推荐,平衡多个用户到推荐地点的可到达性和时间成本。实验结果验证了所提方法的有效性,在地理社交网络上可以为城市多用户的集体活动提供有效的位置推荐方案。     

车载导航系统中顾及道路转向限制的弧段Dijkstra算法

路径规划作为组成车载导航系统的核心模块,其效率对整个系统有着至关重要的影响,传统路径规划常用的Dijkstra算法是根据道路“有向图”中的节点进行计算,相关的交通属性附加在道路节点上,事实上,道路转向限制不仅与节点（交叉口）有关,而且与相连的2条道路弧段有关,若要用节点表达道路转向限制,需要把2条弧段间的转向关系转换为相邻的3个节点之间的关系。这种转换增大存储空间和转换时间的开销,还增加了搜索的复杂度。为了解决这一问题,提出将原来附属于节点上的转向关系转移到相应的弧段上,用节点-弧段关系表达网络的连通性,用弧段-弧段转向关系表达交叉路口的转向限制,在此基础上,提出了一种顾及导航转向限制的弧段Dijkstra算法,试验表明,该算法能够有效地进行顾及道路转向限制的路径规划。     

楼宇内部路径规划算法研究及其应用综述

在人群密集的大型楼宇,构建基于楼宇内部空间三维拓扑结构的逃生疏散路径,是当前路径规划算法研究的难点和热点。本文对当前常见的路径规划算法进行优劣对照比较,并详细阐述其在楼宇内部逃生疏散场景应用的算法思想和主要特征,最后总结了楼宇内部路径规划算法研究的发展方向。     

多尺度道路网的距离匹配算法研究

根据道路网折线的匹配特点,提出基于格网索引的折线——结点距离匹配算法,将复杂的折线与折线之间的几何相似度计算转换为求结点到折线距离的匹配方法,降低了计算复杂度,并通过建立格网索引来提高计算效率。在应用实例中,采用曲线拟合的最小二乘法确定算法的匹配容差和匹配成功率之间的关系,并通过与现有统计匹配算法比较,可知该算法效率高且匹配成功率较理想,能够满足多尺度道路网数据匹配的应用需求。     

车辆导航系统中最短路径计算的数据模型

在自主车辆导航系统中如何实现符合现实状况的大范围的最短路径查询，对道路等级、道路通行条件、转弯规制等限制进行抽象，建立了模拟现实道路网络的交通仿真模型：对于大数据量交通网(全国范围)的路径计算，提出按道路等级分层建立拓扑网和分区域建立区域小型拓扑网的解决方案。