车辆导航系统最优路径规划研究
汽车自动驾驶技术中的路径规划研究
汽车自动驾驶技术中的路径规划研究1. 引言汽车自动驾驶技术是当今科技发展的热门领域之一，引起了广泛的关注。
路径规划是汽车自动驾驶技术中的关键问题之一，在确保安全和高效性的前提下，帮助汽车选择最佳的行驶路径。
本文将探讨汽车自动驾驶技术中路径规划的研究进展，并重点关注其中的几个重要方面。
2. 智能导航与实时地图汽车自动驾驶技术中的路径规划通常基于智能导航系统和实时地图。
智能导航系统利用传感器和地图数据来实时监测车辆周围的环境信息，并进行路径规划。
同时，实时地图提供了车辆当前位置和前方交通状况等实时数据，使路径规划更加准确和及时。
3. 路径规划算法路径规划算法是汽车自动驾驶技术中的核心部分。
目前，有多种路径规划算法被广泛应用于汽车自动驾驶技术。
其中，基于图搜索的算法是常用的一种方法，如A*算法和Dijkstra算法。
这些算法通过建立道路和交叉口之间的图结构，计算最短路径或最优路径。
此外，进化算法和遗传算法等也被用于路径规划中，这些算法通过模拟生物进化和遗传机制，搜索得到更优的行驶路径。
4. 车辆动态与环境感知为了实现准确的路径规划，汽车自动驾驶系统需要对车辆动态和环境感知进行实时监测。
车辆动态信息包括车速、加速度、转向角等，通过传感器获取。
环境感知则包括前方道路状况、交通信号灯、行人等，也通过传感器获取。
这些信息能够帮助路径规划决策器选择最佳路径，并在行驶过程中适时做出调整。
5. 路径规划的优化目标在路径规划中，需要考虑多种优化目标，如最短时间、最短距离、最小能耗等。
最短时间是指在保证安全的前提下，车辆到达目的地所花费的最少时间。
对于商业用途或紧急情况下的车辆，最短时间是重要考量因素。
而最短距离则指车辆行驶所需的最短路径，这在日常通勤和长途旅行中较为常见。
此外，最小能耗路径则考虑节省燃料和减少排放，以环保为主要目标。
6. 路径规划中的动态调整汽车自动驾驶技术中路径规划不仅需要根据当前车辆状态和环境感知进行决策，还需要在行驶过程中进行动态调整。
导航系统中的路径规划与交通实时监测方法研究
导航系统中的路径规划与交通实时监测方法研究导航系统已经成为现代交通领域的重要工具，能够为驾驶员提供最佳的行车路径和交通信息。
而实现导航系统中的路径规划和交通实时监测是其中的核心技术。
本文将对路径规划和交通实时监测方法进行研究探讨。
路径规划是导航系统中的关键环节，其目标是为用户找到一条最佳路线以达到目的地。
路径规划方法可以分为离线和在线两种。
离线路径规划方法是在导航前就预先计算好各个路径的最短时间或最小代价，然后在实际导航过程中根据用户输入的目的地来选择相应的路径。
在线路径规划方法则是根据用户输入的起始位置和目的地，在实时计算中选择最佳路径，适用于需要频繁更新路径的情况。
现实中的路径规划方法多采用图搜索算法，如A*算法、Dijkstra算法等，通过搜索最短路径来实现导航。
交通实时监测是指对道路交通状况进行实时监测和分析，以提供准确的交通信息。
交通实时监测主要涉及交通流量、车辆速度、拥堵情况等方面的数据。
目前，交通实时监测主要通过安装在道路上的传感器、视频摄像头和车载GPS等设备来收集数据。
通过分析这些数据，可以实时监控道路交通情况，为用户提供交通状况报告和建议的导航服务。
交通实时监测方法的核心在于数据采集和处理技术，如车辆检测与跟踪、流量计算和拥堵检测等。
路径规划和交通实时监测是导航系统的双重支撑。
在路径规划中，基于实时数据的在线路径规划方法能够更准确地预测最佳路径，避免路况不利的区域。
为了实现准确的路径规划，导航系统需要实时获取道路交通信息。
交通实时监测模块通过监测交通状况并将数据发送到路径规划模块，为用户提供更加准确的导航建议。
虽然路径规划和交通实时监测在实现导航系统中起到了重要的作用，但是仍然存在一些挑战和问题。
首先，在数据采集方面，如何快速准确地采集道路交通信息是一个挑战。
其次，在数据处理和算法方面，如何高效地处理大量的交通数据，并实时更新交通状况报告和建议是一个问题。
最后，在用户体验方面，如何根据用户的偏好和需求，个性化地为用户提供导航建议也是一个挑战。
车辆导航系统最优路径规划研究
Ｓ ＵＮ ｈ － ｏ ＥＮＧ ｎｇ Ｓ ｉｂ ，Ｆ Ｙｏ ，ＺＨＥＮＧ ｉ ｎ ｆｉ Ｊ ａ －ｅ
（ Ｉ ．ｆ ｌｃ ｉａ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ ＨａｂｎＩｓ ｔｔ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｈａｂｎ１ ０ ０ ，ｈｎ ） Ｄｃ ｔｏ Ｅ ｅｔｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ， ｒｉ ｔｕ ｏ Ｔ ｎ ｌｇ ， ｒｉ ５ ０ １ ｉａ ｐ ｒ ｎ ｎｉ ｅ ｃ Ｃ
（ 哈尔滨工业大学 电气工程系 ，黑龙江 哈尔滨 １００ ） 航系统中的关键技 术之一 ，它提 出了一种基于遗传算法的车辆路径规划方 法。采用变长度整数编码
的染色体表示路径，设计 了适合于最优车辆路径问题求解的遗传算子 ，给 出了适应度调整函数 。试验结果表 明，遗传算法较 好的满足 了车辆导航系统实时性和实用性的要求 。
２ 车辆导航 系统路径规划 问题 的Ｇ 描述 Ａ
最优路径规划是车辆导航系统 中关键技术之一 。遗传算法 （ Ａ）具有并行搜索 的特点【，并 已被证 明其时间复杂度与网络 Ｇ ３ 】
的节点数呈线性增长关系【，搜索最优路径的速度快 ，因此用遗 ４ 】
传算法解决路径规划这类 问题是有实际意义的。
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｔ ａ ｔ Ｏｐｔ ａ ａ ｈ ｐ ａ ｓ ｏ ｅ ｏｆｔ ｅ ｋ ｙ ｔ ｃ ｎ ｏ ｉ ｓ ｉ ｈ ｅ ｉ ｌ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｍ ， ｈ ｅ ｉ ｌ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｉ ｌ ｔ ｌ ｎ ｉ ｎ ｈ ｅ ｅ ｈ ｏｌ ｇ ｅ ｎ ｔ ｅ ｖ ｈ ｃ ｅ ｎ ｖ ｇ ｔ ｙｓｅ ｍ ｐ ｏ ｔ ｅ ｖ ｈ ｃ ｅ ｎ ｖ ｇ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ
车辆路径规划问题研究综述
车辆路径规划问题研究综述车辆路径规划问题是指在给定的网络中，确定车辆的路径和顺序，以最大化效率和减少成本。
该问题在很多领域都有应用，例如物流配送、交通管理和智能交通系统等。
在这篇文章中，我们将对车辆路径规划问题进行综述，包括问题的定义、解决方法和应用领域。
一、车辆路径规划问题的定义车辆路径规划问题是指在给定的网络中，确定一组车辆的路径和顺序，以最小化某种成本函数。
该问题通常包括以下几个要素：1.网络结构：表示车辆可以到达的位置和它们之间的连接关系。
通常用图论中的图来表示，节点表示位置，边表示路径。
2.车辆集合：表示可用的车辆，每辆车有一定的容量和最大行驶距离。
3.配送任务：表示需要在不同位置之间运输的货物，每个任务有一定的需求量。
问题的目标是找到一组车辆的路径和顺序，使得满足配送任务的需求，并且最小化成本函数，通常可以是总行驶距离、总时间或者总成本。
车辆路径规划问题是一个典型的组合优化问题，具有复杂的计算结构和多样的解决方法。
目前，主要的解决方法包括启发式算法、精确算法和元启发式算法。
1.启发式算法：如遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索等，这些算法能够在较短的时间内找到较好的解，但不能保证找到最优解。
2.精确算法：如分枝定界法、整数规划法等，这些算法能够保证找到最优解，但通常需要较长的计算时间。
3.元启发式算法：如粒子群算法、蚁群算法、人工鱼群算法等，这些算法结合了启发式算法和精确算法的优点，能够在较短的时间内找到较好的解，并且具有一定的全局搜索能力。
车辆路径规划问题在许多领域都有着重要的应用价值，其中包括物流配送、交通管理和智能交通系统等。
1.物流配送：在快递、邮政、零售等行业中，车辆路径规划可以帮助优化配送路径，减少行驶距离和时间，从而提高效率和降低成本。
2.交通管理：在城市交通管理中，车辆路径规划可以帮助优化交通信号配时、减少交通拥堵，提高道路通行效率。
3.智能交通系统：在智能交通系统中，车辆路径规划可以帮助导航系统优化路线规划，避开拥堵路段，提供更加智能的交通导航服务。
智能车载导航系统中的路径规划算法探究
智能车载导航系统中的路径规划算法探究智能车载导航系统是现代汽车技术中的重要组成部分，为驾驶员提供导航、路径规划和交通信息等服务，提高驾驶安全性和行驶效率。
路径规划算法是智能车载导航系统中关键的部分之一，它的作用是根据驾驶员的起点和目的地，找到最佳的行驶路线。
在智能车载导航系统中，常见的路径规划算法有A*算法、Dijkstra 算法、Floyd-Warshall算法等。
这些算法在寻找最佳路径的过程中，采用了不同的策略和优化方法。
下面将分别介绍这些算法的特点和应用场景。
首先是A*算法，它是一种基于启发式搜索的路径规划算法。
A*算法在计算最佳路径时，既考虑了起点到目标点的距离，也考虑了路径的代价。
在搜索的过程中，A*算法会动态地计算一个估算值，以便选择最佳路径。
这种算法适用于多种应用场景，比如城市道路网络中的路径规划、室内机器人的导航等。
其次是Dijkstra算法，也是一种常用的路径规划算法。
Dijkstra算法通过动态地计算起点到每个节点的最短路径，找到起点到目标点的最佳路径。
这种算法适用于无权图和有向图的最短路径问题。
Dijkstra算法的优点是保证找到最短路径，但缺点是计算复杂度较高。
因此，在规模较大的图网络中，Dijkstra算法可能无法在实时性要求较高的智能车载导航系统中使用。
另一种常见的路径规划算法是Floyd-Warshall算法，它是一种动态规划算法。
Floyd-Warshall算法通过计算所有节点之间的最短路径，找到起点到目标点的最佳路径。
与Dijkstra算法不同的是，Floyd-Warshall算法可以处理图中存在负权边的情况。
这种算法适用于路况复杂、存在不同权重的道路网络，例如城市交通网络中的路径规划。
除了上述常见的路径规划算法，还有一些改进的算法被用于智能车载导航系统中，以提高路径规划的准确性和效率。
比如，基于遗传算法的路径规划算法可以通过模拟进化过程，找到全局最优解。
神经网络算法可以学习和预测驾驶员的行为，从而提供个性化的路线规划。
车联网中的车辆定位和路径规划技术研究
车联网中的车辆定位和路径规划技术研究随着科技的不断发展，车联网已经成为现代智能交通系统的重要组成部分。
在车联网中，车辆定位和路径规划技术是两项至关重要的技术。
车辆定位技术是车联网中的核心技术之一。
它能够通过定位设备，如全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS），准确地确定汽车的位置和速度。
在车联网中，车辆定位技术能够为车辆提供实时的位置信息，从而实现车辆追踪、导航以及交通管制等功能。
基于车辆定位技术，车联网可以实现对城市交通流量的精确监测和管理，提高交通效率，减少交通拥堵和事故发生的概率。
对于车辆定位技术而言，GPS是一种常用的定位技术。
通过卫星信号，GPS能够为车辆提供全球范围内的精确定位信息。
并且，随着GPS技术的逐渐成熟和普及，其成本也越来越低廉，使用前景广阔。
此外，惯性导航系统（INS）也是车辆定位的关键技术之一，它通过车辆内部的加速度计和陀螺仪等设备，实现车辆位置和方向的估计。
由于INS不依赖于卫星信号，因此其在GPS信号较弱或无法接收的环境中也能够提供准确的定位信息，提升了整个车联网系统的可靠性。
路径规划技术是车联网中另一个重要的技术。
它能够根据车辆的当前位置和目的地，找到最优化的行驶路线，使车辆能够以最短的时间和最小的能耗到达目的地。
在车联网中，路径规划技术可以应用于实时导航系统，帮助驾驶员选择最佳的行驶路线，并提供实时的交通信息。
此外，路径规划技术也可以应用于交通管理系统，实现对交通流量的精确预测和调度。
在车联网中，路径规划技术的实现离不开地图数据和交通信息的支持。
通过合理地构建地图数据库，并结合实时的交通信息，路径规划技术可以更加准确地评估各条道路的行驶时间和能耗，从而选择最佳的行驶路线。
同时，路径规划技术还需要考虑交通规则、道路限制以及驾驶员的驾驶意愿等因素，提供符合实际情况的路径规划策略。
不过，车辆定位和路径规划技术在车联网中也面临一些挑战。
首先，车辆定位技术在室内和城市高层建筑密集区域的定位精度相对较差，需要进一步提升。
实时车辆路径规划技术研究与优化
实时车辆路径规划技术研究与优化车辆路径规划技术是指在车辆导航系统中通过算法和模型来确定车辆行驶的最佳路径和行驶时机，实时车辆路径规划技术则是基于当前道路交通状况和其他相关信息及时生成最优路径。
这项技术的研究与优化对于提高交通效率、减少交通拥堵、提升用户体验等方面具有重要意义。
实时车辆路径规划技术的研究主要包括以下几个方面：1. 路况数据获取与分析：实时车辆路径规划离不开准确的道路交通信息，而这些信息可以通过各种方式获取，例如传感器、卫星定位系统、车联网等。
在获取到路况数据后，需要对其进行分析，提取关键信息，如实时的交通流量、拥堵状况、事故报警等。
2. 基于实时数据的路径规划算法：路径规划算法是实现实时车辆路径规划的核心。
常用的算法包括Dijkstra算法、A*算法、遗传算法等。
在基础算法的基础上，还可以结合实时的交通数据进行优化，以求得最佳路径。
一些新兴的算法如启发式搜索、深度强化学习等也可以应用于实时车辆路径规划中。
3. 路径选择与优化：车辆路径规划并不只是简单地选择一条最短路径或最快路径，还需要考虑其他因素，如交通拥堵状况、限行政策、油耗等。
因此，路径选择与优化算法的设计十分关键。
车辆路径规划可以根据实时交通数据，为驾驶员提供多个备选路径，让驾驶员根据自己的需求做出最佳选择。
4. 车辆导航系统与路网匹配：实时车辆路径规划技术还需要与车辆导航系统相结合，将计算得到的最优路径呈现给驾驶员。
这要求车辆导航系统能够准确识别驾驶员所在位置并迅速与道路网络进行匹配，以实现路径规划和导航的无缝衔接。
5. 人工智能技术的应用：随着人工智能技术的快速发展，它在实时车辆路径规划中的应用也越来越广泛。
例如，利用机器学习和大数据分析，可以根据历史路况数据和实时数据预测未来的交通状况，进而进行更加准确的路径规划。
同时，人工智能技术还可以实现车辆之间的信息共享和协同驾驶，提高交通效率。
优化实时车辆路径规划技术对于城市交通管理具有重要的意义。
智能导航系统中的路径规划与优化技术研究
智能导航系统中的路径规划与优化技术研究随着人们生活水平的提高和科技的进步，智能导航系统已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
而对于导航系统来说，路径规划与优化是其中最为重要的环节之一。
本文将结合实际案例，探讨智能导航系统中的路径规划与优化技术研究。
一、路径规划技术在智能导航系统中，路径规划技术是最基本的技术之一。
路径规划技术是指根据用户提供的起点和终点位置，寻找一条最优路径，使得出行时间最短或路程最短等指标最优化的一种技术。
路径规划技术的基本原理是将街道网格划分为路口和道路，然后通过搜索算法找到起点到终点的最短路径。
目前常使用的搜索算法有Dijkstra算法和A*算法。
Dijkstra算法是一种贪心算法，也是常用的最短路径算法。
它是以贪心的方式来搜索最短路径，即始终选择离起点最近的节点。
虽然Dijkstra算法可以找到最短路径，但由于它需要对整个图进行搜索，所以它的时间复杂度较高。
因此，在处理大型数据时，Dijkstra算法的效率可能会变得十分低下。
相对于Dijkstra算法而言，A*算法具有更好的性能。
A*算法是一种基于启发式搜索的算法。
它通过估计从当前位置到目标位置的距离，来选择下一步最优的路径。
由于A*算法的启发式函数具有较强的优化能力，所以相比于Dijkstra算法，它更加高效。
二、路径优化技术除了路径规划技术外，路径优化技术也是智能导航系统中不可或缺的部分。
路径优化技术是指在已知起点和终点的前提下，采用一定的方法来优化路径的行驶情况，使得出行时间更加节省或更加安全稳定。
例如，在某些场景下，用户在导航时往往需要避开拥堵的区域，此时可以通过实时交通信息来进行路径优化。
系统可以通过实时监控交通状况，根据路况调整导航路线，避开拥堵的路段，从而大大缩短行驶时间。
除了交通状况外，路径的优化还可以考虑其他的因素，如道路状况、车辆类型等。
例如，在行驶时，长时间连续刹车容易导致刹车片负荷过大，从而影响车辆使用的寿命。
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２ 车辆导航系统路径规划问题的ＧＡ描述
最优路径规划是车辆导航系统中关键技术之一。遗传算法 （ＧＡ） 具有并行搜索的特点［３］， 并已被证明其时间复杂度与网络 的节点数呈线性增长关系［４］， 搜索最优路径的速度快， 因此用遗 传算法解决路径规划这类问题是有实际意义的。
２．１ 路径问题的ＧＡ编码
Techniques of Automation & Applications | 45
最优路径问题本质上是求目标函数 的全局最小值的问题， 因此， 本文对适应度函数ｆ作下述转述：
Cmax − C , C < Cmax f = （２） C ≥ Cmax 0,
Optimal Path Planning for Vehicle Navigation
SUN Shi-bo, FENG Yong, ZHENG Jian-fei
(Dept. of Electrical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001,China)
式中， Ｃ 为一个合适的常数，本文取Ｃｍａｘ 等于道路网中所 有连通路段的路径和。这样，如 Ｃ 小于 Ｃ ｍａｘ ，说明该路径为连 通的、有效的，此时适应度为某一正数；如 Ｃ 大于等于 Ｃｍａｘ，说 明路径的起点和终点间存在不连通路径， 此时适应度为０。
２．３ 遗传算子设计
对于路径规划这类问题，ＳＧＡ 提供的遗传算子没有办法解
决，因此需要重新设计遗传算子。设计合适的遗传算子是用ＧＡ 解决最优路径问题的关键之一。 （１） 选择算子 ： 采用轮盘赌法［３］。 （２） 交叉算子：采用单点交叉， 交叉率为０．８。 （３） 变异算子：按设定的变异率０．０５， 在染色体的基因座上 进行置换变异。
２．４ 种群初始化方法
本文采用以下方法进行种群的初始化： （１） 用图论的随机回溯法［４］在道路网中对起点和终点间的有 效路径进行搜索， 然后将搜索到的路径编码成染色体放在初始种 群中。 （２） 若初始种群中无有效个体， 即随机回溯法没有搜索到有 效路径， 则采用图论的广度优先搜索算法（ＢＦＳ） ［４］从道路网中搜 索一条有效路径， 然后将该路径编码成染色体放在初始种群中， 这样保证初始种群中至少含有一条有效路径。
Abstract:Optimal path plan is one of the key technologies in the vehicle navigation system, the vehicle navigation system is introduced and an optimal path planning algorithm based on GA(Genetic Algorithm) is proposed in the paper. By using chromosome integer code with changeable length, the genetic operators fit for calculating the optimal path are given, and a method for fitness adjusting is also given in the paper. The experiment result shows that GA could meet the real time and actual effect requirement of the vehicle navigation system. Key words:vehicle navigation system ; optimal path planning ; GA
１ 引言
车辆导航系统是整个公路交通系统现代化的发展方向之一， 该系统综合应用了车辆自动定位技术、 地理信息系统技术、 计算 机技术、 多媒体技术和现代通信技术等高新技术， 它能为车辆驾 驶员提供自动车辆定位、路径规划、 路径引导、 综合信息服务、 无线通信等重要功能 。 最优路径规划是车辆定位导航系统的一 个基本应用， 要求能够按照电子地图的拓扑信息， 帮助车辆驾驶 人员或调度人员在车辆出发地和目的地确定的情况下， 按照某种 策略， 如时间最少或路径最短等， 实时准确地选定一条最优的行 车路径， 并显示在计算机屏幕的电子地图上 。 本文提出一种基于遗传算法的车辆路径规划方法。采用变 长度整数编码的染色体表示路径， 使得ＧＡ 编码、 解码极为方便， 提高了搜索效率。 基于遗传算法染色体编码， 本文设计了的选择 算子、 交叉算子和变异算子， 给出了适应度调整函数， 使之更加 适合于最优车辆路径问题的求解。 最后， 本文用遗传算法实现了 车辆导航系统的最优路径规划， 验证了上述算法的有效性。
收稿日期：２００６－０３－０２ 44 | Techniques of Automation & Applications
ＰＡＴＨ２： １０１１０１
计算机应用
Computer applications
《 自 动 化 技 术 与 应 用 》 ２ ０ ０ ６ 年 第 ２５ 卷 第 ９期
（２） 用路径所经过节点的顺序排列来表示该路径， 如： ＰＡＴＨ１： （Ｖ０， Ｖ５） ＰＡＴＨ２： （Ｖ０， Ｖ２， Ｖ３， Ｖ５） 对于最优路径问题，采用序号编码比二进制编码简单、直 观， 同时， 最优路径所经节点数目的不确定性对染色体的长度也 提出了要求。基于以上分析， 高效求解最优路径问题的ＧＡ 编码 至少要满足以下两点： （１） 使用序号编码。 （２） 染色体长度可变。 条件（１）可使 ＧＡ 编码、 解码极为方便， 条件（２）则可使问题 的搜索空间大大缩小， 从而提高搜索效率。 本文采用序号编码， 并且染色体长度可变。 假设道路网中的 节点数为Ｎ， 则染色体的基因数最大为Ｎ， 对于一给定的起始对 ＯＤ，其染色体的第一个基因即为Ｏ，然后是ｋ 个中间节点（０ｋＮ－ ２ ），再然后是Ｄ。 对于图 １（ａ）所示的 ６ 个节点的网络， 假设给定的Ｏ 为 ０、Ｄ 为５， 则路径编码后的染色体可以是（Ｖ０，Ｖ５）、 （Ｖ０，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ５）等 等， 如图１（ｂ）所示。
《自 动 化 技 术 与 应 用 》２ ０ ０ ６ 年 第 ２ ５ 卷 第 ９ 期
Hale Waihona Puke 计算机应用Computer applications
在电子地图上选定某起点和终点后， 用ＧＡ得出的最优路径 的一些相关数据， 见表１。 表１ ＧＡ路径优化试验数据
图２ ＧＡ核心算法流程图
５ 结论
本文首先对车辆导航系统进行了设计，提出并实现了基于 ＧＡ 的最优路径规划。用 ＧＡ 解决路径规划这类问题的难点在于 路径编码、 遗传算子设计、 种群初始化等方面。 本文采用变长度 整数编码的染色体表示路径，解决了ＧＡ 路径编码问题， 接着设 计了适合于路径问题求解的遗传算子， 然后给出了种群初始化方 法、适应度调整方法等。最后，在以上研究的基础上，用 ＧＡ 实 现了车辆导航系统的最优路径规划。 实验结果表明， 本文设计的ＧＡ较好地解决了最优路径规划 问题。用ＧＡ 解决路径规划这类问题是有实际意义的，它可以较 好的满足车辆导航系统实时性的要求。
４ 实验结果和讨论
对２幅不同规模的城市交通电子地图分别做了ＧＡ最优路径 规划的实验。 在电子地图上， 任意选择起点和终点后， 进行最优 路径分析。 实验结果表明， 两点之间的最优路径可在１秒内计算 出来， 经渲染后最优路径如图３所示（其中粗线表示起点和终点之 间的最优路径）。
参考文献：
［１］ 刘南，刘仁义．地理信息系统［Ｍ］．北京：高等教育出版社， ２００２． ［２］ 陈立潮． 城市交通智能咨询系统的设计与实现［Ｊ］．计算机 工程．２００３，２９：３２－３４． ［３］ 周明，孙树栋．遗传算法原理及应用［Ｍ］． 北京：国防工业出 版社，１９９９． ［ ４ ］ 严蔚敏， 吴伟民． 数据结构［ Ｍ ］ ． 北京： 清华大学出版社， ２００２． ［５］ 王凌．智能优化算法及其应用［Ｍ］．北京：清华大学出版社， ２００３． ［６］ 邓敏．拓扑关系形式化描述的基本问题与研究进展［Ｊ］．计 算机工程与应用．２００４，１：１１－１３． ［７］ 周立新． 一种基于图的多边形拓扑关系生成算法［Ｊ］．计算 机应用．１９９９，１９：３７－３９．
《自 动 化 技 术 与 应 用 》２ ０ ０ ６ 年 第 ２ ５ 卷 第 ９ 期
计算机应用
Computer applications
车辆导航系统最优路径规划研究
孙世博，冯 勇，郑剑飞
（哈尔滨工业大学 电气工程系， 黑龙江 哈尔滨 １５０００１） 摘 要：最优路径规划是车辆导航系统中的关键技术之一， 它提出了一种基于遗传算法的车辆路径规划方法。 采用变长度整数编码 的染色体表示路径， 设计了适合于最优车辆路径问题求解的遗传算子， 给出了适应度调整函数。 试验结果表明， 遗传算法较 好的满足了车辆导航系统实时性和实用性的要求。 关键词：车辆导航系统；最优路径规划；遗传算法 中图分类号：Ｔｉ７６５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－７２４１（２００６）０９－００４４－０４
３ ＧＡ最优路径规划算法的实现
３．１ 实现步骤
（１） 打开电子地图， 导入相应的道路拓扑文件。 （２） 在电子地图上任意选择两点， 作为路径的起点和终点。 （３） 采用节点匹配算法将选择的起点和终点分别匹配到道路 网的节点中。 （４） 采用广度优先搜索算法（ＢＦＳ） ［２］对这两个节点进行连通 分析， 来快速判断这两个节点之间是否连通， 也就是确定是否存
在 ＧＡ的运行过程中， 它不对所求解问题的实际决策变量直 接进行操作， 而是对表示可行解的个体编码施加选择、 交叉、 变 异等遗传运算。ＧＡ 编码就是将待求问题的解的形式变换成 Ｇ Ａ 所能处理的编码串，以便于 ＧＡ 运算［６］。路径问题的 ＧＡ 编码是 ＧＡ 解决最优路径问题的关键之一［５］。 对于图 ２（ａ）所示的有向图， 节点Ｖ０和节点 Ｖ５之间的路径， 可用以下两种方法来描述： （１） 用二进制编码来表示各个节点是否在路径上， 其中１表 示在路径上， ０ 表示不在路径上。 此时可用等长度的编码串来表 示路径，如： ＰＡＴＨ１： １００００１