改进蚁群算法的无人机三维环境路径规划

针对传统蚁群算法在进行无人机三维环境路径规划时存在规划速度慢、容易陷入局部最优等问题,本文提出了用引导函数改变状态转移规则、初始信息素先验分配、时变信息素更新方式3个改进策略,充分挖掘路径规划先验信息。通过增加引导函数进行路径增强,增大最优路径的选择概率;同时根据与先验路径的距离赋予信息素不同的初始浓度,使算法在搜索初期具有明确的方向性,基于优胜劣汰的思想进行信息素更新,并将信息素挥发因子设定为服从Laplace分布的波动因子,避免搜索过程陷入局部最优,最大化提升路径搜索效率,实现三维环境下的无人机路径规划。仿真试验结果表明,改进后的蚁群算法在规划最优路径长度和最优路径搜索效率上明显优于传统蚁群算法。     

面向多值栅格地图的A?最优路径算法改进

A~*启发算法是最优路径规划问题中最有效的算法之一,在路径规划问题中得到广泛应用。针对多值栅格环境下的最优路径规划的效率问题,对A~*算法在搜索策略上做了如下改进:一是提出了两种新的启发函数;二是提出了新的A~*双向搜索算法。实验表明改进算法求得的路径为最优路径,搜索效率比传统的Dijkstra算法有显著提升,双向A~*算法比单向A~*算法效率有明显提高。     

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。     

基于改进粒子群算法在GIS最优路径中的研究

在GIS环境下研究最优路径问题具有很多优势,本文研究的最优路径问题是基于传统粒子群算法存在的早熟收敛问题,并提出了一种改进的粒子群算法,该算法在后期引入变异算子,变异操作能够提高算法跳出局部最优的能力,同时又保持了前期搜索速度快的优点。     

基于数字地图的多属性最优路径问题的算法研究

以某地理信息系统的数字地图为背景，通过综合数字地图交通道路层的几个属性来设置权值，并改善矩形框搜索区域算法，使之适用于地理信息系统下交通道路网的最优路径计算，提高了Dijkstra算法的效率。     

基于层次空间推理的交通网络行车最优路径算法

讨论了如何在贪心策略及方向策略的基础上,利用人类思维的层次空间推理方法建立空间启发式搜索策略,以提高交通网络最短路径算法的效率和适用性,并使行车最优路径的选择更符合人类的思维特点。     

最短路径算法加速技术及其搜索空间分析

为了分析不同最短路径算法加速技术与搜索空间的关系,首先分析了不同研究阶段最短路径算法的原理,然后在此基础上实现了不同算法,最后通过实验分析比较不同阶段算法的加速比和搜索空间的关系。结果表明,最短路径算法加速技术的加速比与搜索空间减少的倍数成线性关系,减少最短路径算法的搜索空间可大幅提升算法效率。     

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。     

栅格地形的最优路径分析

将栅格地形根据不同的邻域结构形成稀疏栅格网络和稠密栅格网络,分析了稀疏网络中最优路径问题的建模和基于Dijkstra算法的求解方法,以及稠密网络中最优路径问题的建模和基于模拟退火算法的求解方法。比较了这两种方法求解结果的准确性和效率的差异,发现基于稀疏网络的Dijkstra算法更适合于栅格地形的最优路径问题的求解。     

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。     

Dijkstra最短路径分析算法的优化实现

最短路径问题是地理信息系统的关键问题,传统Dijkstra算法在求解节点间最短路径时,对已标识节点以外的大量节点进行了计算,从而影响了算法的速度。因而对其算法进行优化是很有必要。本文在对传统Dijkstra算法分析的基础上,对其进行了优化,优化算法只对最短路径上节点的邻居做了处理,而不涉及其他节点,并利用Visual C++6.0开发平台编程进行了实验。实验表明,该算法是行之有效的。     

网络分层用于最短路问题的算法研究

提出了一种基于Dijkstra方法的网络分层算法,实现了两点间节点数最少条件下最短通路的求取,并与传统Dijkstra算法进行了比较,得到了一些有益的结论。     

An optimum vehicular path algorithm for traffic network based on hierarchical spatial reasoning

Human beings' intellection is the characteristic of a distinct hierarchy and can be taken to construct a heuristic in the shortest path algorithms.It is detailed in this paper how to utilize the hierarchical reasoning on the basis of greedy and directional strategy to establish a spatial heuristic,so as to improve running efficiency and suitability of shortest path algorithm for traffic network.The authors divide urban traffic network into three hierarchies and set forward a new node hierarchy division rule to avoid the unreliable solution of shortest path.It is argued that the shortest path,no matter distance shortest or time shortest,is usually not the favorite of drivers in practice.Some factors difficult to expect or quantify influence the drivers' choice greatly.It makes the drivers prefer choosing a less shortest,but more reliable or flexible path to travel on.The presented optimum path algorithm,in addition to the improvement of the running efficiency of shortest path algorithms up to several times,reduces the emergence of those factors,conforms to the intellection characteristic of human beings,and is more easily accepted by drivers.Moreover,it does not require the completeness of networks in the lowest hierarchy and the applicability and fault tolerance of the algorithm have improved.The experiment result shows the advantages of the presented algorithm.The authors argued that the algorithm has great potential application for navigation systems of large-scale traffic networks.     

An optimum vehicular path algorithm for traffic network based on hierarchical spatial reasoning

Human beings’ intellection is the characteristic of a distinct hierarchy and can be taken to construct a heuristic in the shortest path algorithms. It is detailed in this paper how to utilize the hierarchical reasoning on the basis of greedy and directional strategy to establish a spatial heuristic, so as to improve running efficiency and suitability of shortest path algorithm for traffic network. The authors divide urban traffic network into three hierarchies and set forward a new node hierarchy division rule to avoid the unreliable solution of shortest path. It is argued that the shortest path, no matter distance shortest or time shortest, is usually not the favorite of drivers in practice. Some factors difficult to expect or quantify influence the drivers’ choice greatly. It makes the drivers prefer choosing a less shortest, but more reliable or flexible path to travel on. The presented optimum path algorithm, in addition to the improvement of the running efficiency of shortest path algorithms up to several times, reduces the emergence of those factors, conforms to the intellection characteristic of human beings, and is more easily accepted by drivers. Moreover, it does not require the completeness of networks in the lowest hierachy and the applicability and fault tolerance of the algorithm have improved. The experiment result shows the advantages of the presented algorithm. The authors argued that the algorithm has great potential application for navigation systems of large-scale traffic networks.     

基于电子地图和Dijkstra算法路径规划的实现

随着城市化水平的提高,人们在道路选择问题上可能需要考虑的并非仅仅是"空间距离"的最短,还有"时间最短",本文应用Dijkstra算法解决城市中出行交通道路选择的问题,对距离最短和时间最短路径分别进行讨论,用VB语言实现算法,并且在电子地图上绘制出所求出的路径,以便人们更直接地观看到结果,基本上解决了道路选择问题。     

A fast algorithm for finding K shortest paths using generalized spur path reuse technique

The problem of finding the K shortest paths (KSPs) between a pair of nodes in a road network is an important network optimization problem with broad applications. Yen's algorithm is a classical algorithm for exactly solving the KSP problem. However, it requires numerous shortest path searches, which can be computationally intensive for real large networks. This study proposes a fast algorithm by introducing a generalized spur path reuse technique. Using this technique, shortest paths calculated during the KSP finding process are stored. Accordingly, many shortest path searches can be avoided by reusing these stored paths. The results of computational experiments on several large‐scale road networks show that the introduced generalized spur path reuse technique can avoid more than 98% of shortest path searches in the KSP finding process. The proposed algorithm speeds up Yen's algorithm by up to 98.7 times in experimental networks.     

基于二叉树的启发式搜索算法改进

最短路径是现代物流配送研究中热点问题之一,在分析传统启发式搜索算法的基础上,针对算法在路径优化中存在的不足,提出基于二叉树优化启发式搜索算法（A＊）实现所需结点之间最短路径查询,在引入已知的全局信息条件下选择下一个被检查的结点,并根据用户给出的起始顶点与目标顶点以及搜索的角度查找最短路径,从而搜索可能性较大的结点,提高搜索过程的效率.实验表明,基于二叉树的A＊比A＊效率提高11％～26％.     

基于不同交通工具多约束条件的最短路径算法研究

多约束条件下的最短路径选择可以满足用户的出行需求,然而不同的交通工具在相同起始点下最短路径选择存在很大差异。为了满足多用户的出行需求,基于不同交通工具的多约束条件,对传统的Dijkstra算法进行改进,由传统的基于单约束条件向多约束条件改进,并对最短路径选择的准确程度进行优化。通过实例,验证算法的可行性和准确程度。     

基于瞬时水深模型的最短时间航线自动生成算法

优化的海图航线设计是舰船安全、经济航行的先导和基础。本文提出了一种基于瞬时水深模型的最短时间航线自动生成算法。基于海图静态水深和海域潮位模型,构建瞬时水深模型,动态提取碍航区,并进行航线可行性分析;利用动态规划思想,进行最短时间路径搜索;采用矩形包络分析、相近节点搜索和冗余点删除等策略,进行航线优化。实验表明：本文所提算法,能动态分析航线可行性,搜索最短时间航线; 与传统的最短时间航线算法相比,所提算法可提取航行时间更短的航线;所提取的最短时间航线,与舰船航行的起始时间和舰船航速相关。