[发明专利]一种基于移动导航系统的路径搜索方法

摘要

本发明公开了一种基于移动导航系统的路径搜索方法，基于导航系统的特性——利用目标点位置已知的信息，作为搜索过程的启发信息，利用该启发信息重新设计路径搜索方法，使得搜索过程中扩展的节点数大大减少，这样便减少了内存的占用，提高搜索效率。

主权项

1.一种基于移动导航的路径搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：A.选取目标点，可通过触摸笔在地图上选取，也可通过选取兴趣点，设为目标点；出发点是根据GPS模块实时地位得到的当前位置。B.将目标点和出发点的坐标转化为投影坐标，绑定到地图上道路网络中最近的路上；记录当前目标点作为下次目标点绑定的启发信息，初始设置上次目标点位置为(0，0)。a)先绑定目标点，判断当前目标点是否在上次的目标点附近，所述目标点附近为在距离目标点50米的范围内，若是，则直接使用上次绑定结果，不需要进行绑定，否则绑定。b)根据目标点的绑定结果判定目标点是否在搜索路网上，若不在，则转D；否则更新上次目标点绑定结果，转下步；所述绑定结果包含绑定到路的距离，绑定到的路的GRL信息，绑定到路上的位置。c)绑定出发点，出发点位置来自GPS模块的当前位置，也即导航设备当前位置，和目标点不同，这里直接进行绑定，若绑定结果判断出发点不在路网上，则转D；否则转下步。C.根据绑定后的出发点和目标点以及当前的行驶方向，该方向以正北作为0度，来自GPS模块，转化为弧度单位，在路网上进行拓扑路径搜索。a)将两个绑定的点转化为两对拓扑节点对：根据所在的道路GRL得到对应的网络拓扑边，分别记录出发点和目标点对应的拓扑节点对，记录绑定的点到该拓扑边的两个端节点的距离。b)判断出发点和目标点是否在同一条网络边上，若是，则转f)；否则转g)。c)两点同边的特殊情况处理：若当前方向cur_dir为负值，认为是不考虑方向信息，则直接取出出发点和目标点之间的路段信息，将该路段信息转为路径结果，转D；否则，计算得出发点到目标点的直线方向dir1，比较cur_dir和dir1，如果两个方向的角度偏差在-90～90°，取出出发点与目标点之间的路段信息，转为路径结果，转步骤D；否则，计算得出发点与目标点之间的中间节点，该节点满足条件：从出发点到该节点方向dir2和dir1反向，取得出发点到中间点的路段road_segment_sm和中间点到目标点的路段road_segment_me，将路段信息转为路径结果，转步骤D。d)根据GPS当前前进方向，调整出发点拓扑点对；如果当前GPS方向为负值，表示不关注方向；不做调整，否则，根据前进方向，选择出发拓扑点对中的方向较接近GPS前进方向的拓扑节点作为出发节点。e)搜索拓扑最短路径，拓扑边以道路长度作为权重；最短路径搜索算子的中间搜索对象为PathNode，PathNode含有如下信息：是否终点b_target，当前对应拓扑节点nw_node，路径对应上个PathNode：previous_pathNode，累计出发点到当前节点距离，accu_weight_from，当前节点到目标点启发值accu_weight_to：i.准备出发拓扑点prepareStartNodes：根据出发点拓扑点对，即当前绑定到的最近道路对应的拓扑边的两个拓扑端点，生成出发PathNode，插入待扩展节点集合extandable_nodes，extandable_nodes集合中对象的先后关系采用accu_weight_from+accu_weight_to做比较。ii.准备目标拓扑点prepareTargetNodes：根据目标点拓扑点对，生成两个PathNode，插入目标PathNode集合target_nodes；并记录目标点位置target_pos，作为启发值搜索之用。iii.路径扩散搜索searchPath：初始化当前搜索结果current_result为无效。iv.从extandable_nodes中取出第一个PathNode作为current_path_node，判断current_path_node是否目标点，若是，记录当前搜索结果为有效current_result转viii；否则，转v。v.扩散当前PathNode：取出所有和current_path_node对应拓扑节点cur_nw_node邻接并且以cur_nw_node为起始节点的拓扑边集合adjacent_edges；通过邻接边adjacent_edges取得当前nw_node的邻居节点集合。vi.对每个邻居节点neighbour_nw_node，判断neighbour_node是否在待扩展节点集合expandable_nodes中，若不在，则新生成一个PathNode——other_path_node；否则，从expandable_nodes中取出对应于neighbour_nw_node的PathNode作为other_path_node；若neighbour_nw_node是已经扩展过的节点或者other_path_node->accu_weight_from＜＝current_path_node->accu_weight_from+neighbour_nw_edge->length，也即当前累计长度比新的累计长度来得更短，则不做更新，转viii。vii.设置other_path_node，更新expandable_nodes：other_path_node->previous_path_node＝current_path_node，other_path_node->accu_weight_from＝current_path_node->accu_weight_from+neighbour_nw_edge->length；other_path_node->accu_weight_to＝neighbour_nw_node->pos到target_pos的直线距离；将other_path_node插入或者更新expandable_nodes。viii.将current_path_node插入已扩展节点集合visited_nodes，转iv；ix.判断current_result是否有效，若无效，转D；否则，转下步；x.路径生成：根据当前记录节点current_path_node，通过currrent_path_node->previous_path_node逐个得到经过的nw_edge，插入路径队列deque_topo_path的前端，生成路径搜索结果。currrent_result。D.路径搜索完毕，返回搜索结果。