1.一种基于GPS的最短路径规划方法,其特征在于,其步骤如下:
步骤一:导入地图包,构建基于GPS的网络拓扑图;将起始点初始化为一阶节点,终点初始化为目的节点,同时初始化一阶节点和目的节点之间的各个二阶节点、三阶节点、……;
步骤二:初始化标定路径,并计算标定路径的长度:选择一阶节点到二阶节点的距离与二阶节点到目的节点的直线距离之和最小的二阶节点作为二阶节点的参考点;选择二阶节点的参考点到三阶节点的距离与三阶节点到目的节点的直线距离之和最小的三阶节点作为三阶节点的参考点,依次类推直至确定目的节点前一阶的参考点,一阶节点、各阶节点的参考点与目的节点确定的路径初始化为标定路径,并计算标定路径距离;
步骤三:重新选择二阶节点的参考点:从二阶节点中去除满足:一阶节点到二阶节点的路径距离与二阶节点到目的节点的直线距离之和大于标定路径距离的二阶节点;再从剩余二阶节点中任选一个二阶节点作为二阶节点的参考点;
步骤四:选择三阶节点至目的节点前一阶的参考点,并更新标定路径和标定路径距离:
从三阶节点中去除满足:一阶节点到三阶节点的路径距离与三阶节点到目的节点的直线距离之和大于标定路径距离的三阶节点;再从剩余的三阶节点中选择使一阶节点到三阶节点的路径距离与三阶节点到目的节点的直线距离之和最小的三阶节点作为三阶节点的参考点,依次类推直至目的节点前一阶的参考点,利用步骤三和步骤四选择的各个节点的参考点更新标定路径,根据更新后的标定路径计算标定路径距离,并转到步骤三;
步骤五:若在步骤三和步骤四中选择某阶节点的参考点处选择下一阶节点的参考点时去除了所有下一阶节点,则舍弃该阶节点的参考点并回退至上一阶节点重新选择上一阶节点的参考点;
步骤六:循环迭代步骤三-步骤五,不断更新标定路径及标定路径距离,直到回退至一阶节点,则此时的标定路径即为最优路径。
2.根据权利要求1所述的基于GPS的最短路径规划方法,其特征在于,所述基于GPS的网络拓扑图为:起始点为一阶节点{s1},一阶节点是一阶节点的参考点,与一阶节点直接连通的节点为二阶节点{s21,s22,s23,…,s2j,…},且j=1,2,3…;依次类推,i阶节点为{si1,si2,si3,…,sij,…},i=1,2,3…v,v为节点总阶数,目的节点{sv}的阶数为节点总阶数v且目的节点为目的节点的参考节点,且各阶节点均有一个参考点si;两相邻阶节点的参考点间距离记为ur(r+1),节点阶数r=1,2,3…,v-1,hr为r阶节点的参考点与目的节点之间的直线距离,一阶节点到i阶节点的路径距离kij是非直线的且路径中除最高阶的节点外其余点均为参考点,dij为i阶节点到目的节点的直线距离。
3.根据权利要求2所述的基于GPS的最短路径规划方法,其特征在于,所述步骤二中初始化标定路径,并计算标定路径的长度的方法为:
S21:取使一阶节点到二阶节点的距离与二阶节点到目的节点的直线距离之和(u12+h2)最小的二阶节点s2j作为二阶节点的参考点s2;
S22:取使二阶节点的参考点到三阶节点的距离与三阶节点到目的节点的直线距离之和(u23+h3)最小的三阶节点s3j作为三阶节点的参考点s3;依次类推,取使(r-1)阶节点的参考点到r阶节点的距离与r阶节点到目的节点的直线距离之和(u(r-1)r+hr)最小的r阶节点srj作为r阶节点的参考点sr;
S23:直至,取使(v-2)阶节点的参考点到(v-1)阶节点的距离与(v-1)阶节点到目的节点的直线距离之和(u(v-2)(v-1)+hv-1)最小的(v-1)阶节点s(v-1)j作为(v-1)阶节点的参考点s(v-1);
S24:依次连接相邻各阶节点的参考点及目的节点的路径并初始化为标定路径ξ,计算标定路径距离
4.根据权利要求2所述的基于GPS的最短路径规划方法,其特征在于,所述步骤三中重新选择二阶节点的参考点的方法为:计算一阶节点到二阶节点的路径距离与二阶节点到目的节点的直线距离之和(k2j+d2j),排除原标定路径中满足 的二阶节点,而后从剩余的二阶节点中任选一个二阶节点作为新的二阶节点的参考点。
5.根据权利要求4所述的基于GPS的最短路径规划方法,其特征在于,所述步骤四中选择三阶节点至目的节点前一阶的参考点,并更新标定路径和标定路径距离的方法为:计算一阶节点到三阶节点的路径距离与三阶节点到目的节点的直线距离之和(k3j+d3j),排除原标定路径中满足 的三阶节点,再从剩余三阶节点中选择min(k3j+d3j)对应的三阶节点作为新的三阶节点的参考点;依次类推直至选择新的(v-1)阶节点的参考节点,连接一阶节点、新的二阶节点的参考点、新的三阶节点的参考点、……、新的(v-1)阶节点的参考节点和目的节点的路径作为新的标定路径并赋给标定路径ξ,计算新的标定路径的距离并赋给标定路径距离 然后,转到步骤三重新选择各阶节点的参考点。