[发明专利]基于分层路网的路径搜索方法和装置

权利要求书

1.一种基于分层路网的路径搜索方法，其特征在于，包括：

在下层路网分别搜索起点S的局部最优路径R_SJ＝(S...J_i)和终点E的局部最优路径R_NE＝(N_k...E)；所述节点J_i和节点N_k为上层路网节点；所述节点J_i位于起点S的预设范围内，所述节点N_k位于终点E的预设范围内；

在上层路网搜索节点J_i和节点N_k的局部最优路径R_JN＝(J_i...N_k)；

合并上述局部最优路径，获得从起点S到终点E的最优路径R_SE＝(S...J_i...N_k...E)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述局部最优路径R_SJ和R_JN的搜索方法具体为：

将起点S和终点E是作为当前节点；

判断当前节点是否为最上层路网节点，若否，在当前节点的预设范围内，基于当前层路网搜索该当前节点到上一层路网节点的局部最优路径；

将该上一层路网的节点作为当前节点，重复上述判断和搜索过程。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路网的层数n与所述起点S和终点E之间的距离D相关：

若D＜10千米，则n＝1；

若10千米≤D＜50千米，则n＝2；

若50千米≤D＜100千米，则n＝3；

若100千米≤D＜500千米，则n＝4；

若D≥500千米，则n＝5。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将当前层路网搜索的所有上一层节点采用堆数据结构管理，作为上层路网局部最优路径搜索的基础。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述节点的预设范围为以该节点为中心的圆形区域或方形区域，其中：

若所述节点位于第1层路网，则圆形区域的半径为10千米，方形区域的边长为20千米；

若所述节点位于第2层路网，则圆形区域的半径为50千米，方形区域的边长为100千米；

若所述节点位于第3层以上的路网，则圆形区域的半径为100千米，方形区域的边长为200千米。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述局部最优路径搜索步骤之前还包括：根据所述起点S和终点E之间的距离，增加道路的费用权值参数δ，并根据下述公式计算道路的费用τ′：

τ′＝(β-δ)·τ，β∈(0～1〕，δ∈(0～β)

其中，τ表示道路的原始费用；β表示道路的费用权值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在同一层网络搜索局部最优路径的方式为迪杰斯特拉最短路径算法或启发式路径规划方法；

对于启发式路径规划方法，用下列公式估算局部最优路径的开始节点到达目标节点的费用f′(v)：

f′(v)＝g(v)+λd′(v)

其中，g(v)为局部最优路径的开始节点到当前节点v的实际费用，λ为启发式费用权值，d′(v)为当前节点v到目标节点的直线距离。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在同一层网络搜索局部最优路径的方式为自适应启发式路径规划方法，所述局部最优路径的开始节点到达目标节点的费用f′(v)的计算公式为：

f′(v)＝g(v)+σλd′(v)

其中，g(v)为局部最优路径的开始节点到当前节点v的实际费用，λ为启发式费用权值，d′(v)为当前节点v到目标节点的直线距离，σ为自适应调节参数；所述自适应调节参数σ与所述局部最优路径的开始节点和目标节点之间的距离D相关；

若D≥500千米，则σ＝1；

若100千米＜D＜500千米，则σ＝0.8+0.2×(D-100)/(500-100)；

若10千米≤D≤100千米，则σ＝0.6+0.2×(D-10)/(100-10)；

若D＜10千米，则σ＝0.4+0.2×D/10。