用于道路网的最短路径搜索方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于道路网的最短路径搜索方法及装置，其中，方法包括以下步骤：将道路网分割为多个子网络；生成树状结构道路网络；计算同一层的子网络的边界节点之间的最短路径；输入查询点和目标点；根据最短路径通过动态规划算法得到查询点和目标点之间的初始最短路径；对初始最短路径进行补充以获取查询点和目标点之间完整的最短路径。本发明专利技术实施例的方法通过将道路网分割为多个子网络以生成树状结构道路网络，并且计算同一层的子网络的边界节点之间的最短距离，从而当输入查询点和目标点时，实现快速得到查询点和目标点之间最短路径，不但效率高，而且很好地满足实时性要求。

【技术实现步骤摘要】
用于道路网的最短路径搜索方法及装置
本专利技术涉及地图搜索
，特别涉及一种用于道路网的最短路径搜索方法及装置。
技术介绍
最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题，旨在寻找图(由结点和路径组成的)中两结点之间的最短路径。相关技术中，例如Dijkstra算法是传统的解决方法，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。然而，Dijkstra算法虽然能得出最短路径的最优解，但是遍历计算的节点过多，导致效率低，不能很好地满足实时性要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种效率高，能满足实时性要求的用于道路网的最短路径搜索方法。本专利技术的另一个目的在于提出一种用于道路网的最短路径搜索装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种用于道路网的最短路径搜索方法，包括以下步骤：将道路网分割为多个子网络；根据所述多个子网络生成树状结构道路网络，其中，所述树状结构道路网络中每个节点为一个子网络；计算所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径；输入查询点和目标点；根据所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径通过动态规划算法得到所述查询点和目标点之间的初始最短路径；以及对所述初始最短路径进行补充以获取所述查询点和目标点之间完整的最短路径。根据本专利技术实施例提出的用于道路网的最短路径搜索方法，通过将道路网分割为多个子网络以生成树状结构道路网络，并且计算同一层的子网络的边界节点之间的最短距离，从而当输入查询点和目标点时，实现快速得到查询点和目标点之间的初始最短路径，并对初始最短路径进行补充以获取完整的最短路径，不但效率高，而且很好地满足实时性要求。另外，根据本专利技术上述实施例的用于道路网的最短路径搜索方法还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述计算所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径，进一步包括：如果所述边界节点为叶子节点，则计算并保存所述叶子节点的每一个边界点到每一个落在所述叶子节点的道路网络的边界节点之间的最短距离的距离矩阵；如果所述边界节点为中间节点，则计算并保存所述中间节点的所有子节点的边界点中每两个边界点之间的最短距离的距离矩阵。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，通过以下公式得到所述查询点和目标点之间的初始最短路径，所述公式为：minPath(q,Gi-1(q))＝minqiinBorder(Gi(q))(minPath(q,qi)+minPath(qi,Gi-1(q)))，其中，Gi(q)表示边界节点，Border(Gi(q)表示Gi(q)中的所有边界点。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述对所述初始最短路径进行补充以获取所述查询点和目标点之间完整的最短路径，进一步包括：对所述初始最短路径的每一对边界点之间的路径进行差分，并从对应的子网络的距离矩阵中引入新的边界点进行补充。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述方法还包括：如果所述查询点和所述目标点未处于同一层的子网络，则通过Dijkstra算法获取所述完整的最短路径。本专利技术另一方面实施例提出了一种用于道路网的最短路径搜索方法，包括：生成模块，用于将道路网分割为多个子网络，并根据所述多个子网络生成树状结构道路网络，其中，所述树状结构道路网络中每个节点为一个子网络；计算模块，用于计算所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径；以及获取模块，当输入查询点和目标点时，用于根据所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径通过动态规划算法得到所述查询点和目标点之间的初始最短路径，并且对所述初始最短路径进行补充以获取所述查询点和目标点之间完整的最短路径。根据本专利技术实施例提出的用于道路网的最短路径搜索装置，通过将道路网分割为多个子网络以生成树状结构道路网络，并且计算同一层的子网络的边界节点之间的最短距离，从而当输入查询点和目标点时，实现快速得到查询点和目标点之间的初始最短路径，并对初始最短路径进行补充以获取完整的最短路径，不但效率高，而且很好地满足实时性要求。另外，根据本专利技术上述实施例的用于道路网的最短路径搜索装置还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述计算模块还用于：如果所述边界节点为叶子节点，则计算并保存所述叶子节点的每一个边界点到每一个落在所述叶子节点的道路网络的边界节点之间的最短距离的距离矩阵；如果所述边界节点为中间节点，则计算并保存所述中间节点的所有子节点的边界点中每两个边界点之间的最短距离的距离矩阵。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，通过以下公式得到所述查询点和目标点之间的初始最短路径，所述公式为：minPath(q,Gi-1(q))＝minqiinBorder(Gi(q))(minPath(q,qi)+minPath(qi,Gi-1(q)))，其中，Gi(q)表示边界节点，Border(Gi(q)表示Gi(q)中的所有边界点。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述获取模块还用于：对所述初始最短路径的每一对边界点之间的路径进行差分，并从对应的子网络的距离矩阵中引入新的边界点进行补充。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述获取模块还用于：如果所述查询点和所述目标点未处于同一层的子网络，则通过Dijkstra算法获取所述完整的最短路径。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的用于道路网的最短路径搜索方法的流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的动态规划算法示意图；图3为根据本专利技术一个具体实施例的用于道路网的最短路径搜索方法的流程图；以及图4为根据本专利技术一个实施例的用于道路网的最短路径搜索装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于道路网的最短路径搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：将道路网分割为多个子网络；根据所述多个子网络生成树状结构道路网络，其中，所述树状结构道路网络中每个节点为一个子网络；计算所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径；输入查询点和目标点；根据所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径通过动态规划算法得到所述查询点和目标点之间的初始最短路径；以及对所述初始最短路径进行补充以获取所述查询点和目标点之间完整的最短路径。

【技术特征摘要】
1.一种用于道路网的最短路径搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：将道路网分割为多个子网络；根据所述多个子网络生成树状结构道路网络，其中，所述树状结构道路网络中每个节点为一个子网络；计算所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径，其中，所述计算所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径，进一步包括：如果所述边界节点为叶子节点，则计算并保存所述叶子节点的每一个边界点到每一个落在所述叶子节点的道路网络的边界节点之间的最短距离的距离矩阵；如果所述边界节点为中间节点，则计算并保存所述中间节点的所有子节点的边界点中每两个边界点之间的最短距离的距离矩阵，并且通过以下公式得到所述查询点和目标点之间的初始最短路径，所述公式为：minPath(q,Gi-1(q))＝minqiinBorder(Gi(q))(minPath(q,qi)+minPath(qi,Gi-1(q)))，其中，Gi(q)表示边界节点，Border(Gi(q))表示Gi(q)中的所有边界点；输入查询点和目标点；根据所述树状结构道路网络中同一层的子网络的边界节点之间的最短路径通过动态规划算法得到所述查询点和目标点之间的初始最短路径；以及对所述初始最短路径进行补充以获取所述查询点和目标点之间完整的最短路径。2.如权利要求1所述的用于道路网的最短路径搜索方法，其特征在于，所述对所述初始最短路径进行补充以获取所述查询点和目标点之间完整的最短路径，进一步包括：对所述初始最短路径的每一对边界点之间的路径进行差分，并从对应的子网络的距离矩阵中引入新的边界点进行补充。3.如权利要求1所述的用于道路网的最短路径搜索方法，其特征在于，还包括：如果所述查询点和所述目标点未处于同一层的子网络，则通过Dijk...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国良，冯建华，陈硕，朱璇，
申请(专利权)人：清华大学，北京三星通信技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11