[发明专利]基于实时路况信息的动态路径规划方法及系统

说明书

本发明涉及车辆导航以及路径规划领域，公开了一种基于实时路况信息的动态路径规划方法及系统。该方法是车辆在沿已规划好的导航路线行驶过程中，若在车辆行驶前方出现拥堵路段时，在原始路径的基础上尽可能少的替换与拥堵路段相连的一部分路径，而不用偏离原来的行驶方向，就可以完成路径的重新规划，到达预先设定好的目的地，从而能有效的缓解道路交通拥堵状况。同时本发明在重新规划路径时不需要再次在路网中进行路径搜索，而是在本发明中所提到的树形结构中进行搜索，比在路网中进行路径搜索更加快捷，从而能很大程度上缩短因路径搜索而花费的时间。适用于车辆导航以及路径规划等情况，在智能交通领域有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于车辆导航以及路径规划领域，具体涉及基于实时路况信息的动态路径规划方法及系统。

背景技术

车辆在沿已规划好的导航路线行驶过程中，由于受到交通流量、天气、突发事故等因素的影响，在汽车的行驶路径中会出现拥堵路段，此时需要合理的路径规划来规避拥堵。现有的路径规划大多是在全局路网的基础上进行搜索，通过使用遗传算法、A*算法、蚁群算法、Dijkstra算法等来解决路径优化问题。其中，遗传算法是指通过模拟自然界中的选择和遗传机制来寻找最优路径。它具有很好的全局搜索能力，但在处理行驶路线问题时，存在路径交叉现象，导致搜索结果次优；A*算法是一种广泛使用的最短路径启发式搜索算法。该算法的搜索结果与启发式函数密切相关。不同的启发式函数会导致不同的搜索路径；蚁群算法是一种现代仿生进化算法，具有很强的鲁棒性，但容易出现算法收敛速度慢和容易陷入局部最优的缺陷；Dijkstra算法用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。它能得出最短路径的最优解，但由于它遍历计算的节点很多，所以效率低。

此外，采用全局路网搜索的方法进行路径规划时，需要在重新遍历路网中的全部路径的基础上进行搜索，且搜索过程中需要利用所有路段的拓扑关系，以此来替换原导航路径中的很大一部分路径，从而使得汽车行驶偏离了原来的行驶方向，同时也增加了路径规划的时间，不满足汽车行驶的及时性要求。

发明内容

本发明的目的在于提供基于实时路况信息的动态路径规划方法及系统，用以解决现有技术中当出现重新规划路径的情况时，需要重新在路网中进行路径搜索，从而导致处理效率低下的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

基于实时路况信息的动态路径规划方法，用于采用建立好的最短树形结构路网地图，对原始路径中的拥堵路段进行替换并对候补替换路径进行寻优，获得最优替换路径；

所述的最短树形结构路网地图包括各个路段的树形结构，每个路段的树形结构包括路段的拓扑结构以及该路段进行最短距离搜索后每个路段到其他路段的最短可达路径和最短距离；该方法包括如下步骤：

步骤1：获取原始规划路径和当前位置，所述原始规划路径中包含拥堵路段；

步骤2：根据拥堵路段的路段ID在最短树形结构路网地图中查找拥堵路段树形结构，获得拥堵路段的相邻上游路段和相邻下游路段，将拥堵路段的相邻上游路段的拓扑路段作为出发路段，将拥堵路段的相邻下游路段作为结束路段，所述的相邻上游路段和相邻下游路段均属于原始规划路径；

步骤3：判断当前的出发路段和当前的结束路段之间是否存在不经过拥堵路段的可达路径，将存在的可达路径保存为候补替换路径，

保留当前的出发路段并将当前的结束路段的相邻下游路段作为当前的结束路段；

步骤4：对当前的结束路段进行判断，若当前的结束路段到拥堵路段之间的路径长度小于等于第二路径距离阈值时，则返回执行步骤3，其中，所述第二路径距离阈值为从拥堵路段出发向下游路段搜索距离的最大上限阈值；