[发明专利]一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法

权利要求书

1.一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）导入地图，并由用户根据GPS确定起始点s和终点t以及相应的K值，其中K是用户期望查找的最短路径数目；

（2）对结点t调用A*算法得到最短s-t路径，定义变量k，令k=1;

（3）递归计算k条最短s-t路径：依次遍历第k条最短路径上各结点的所有为sidetrack edge的入边得到候选路径，并加入集合C，sidetrack edge表示不在最短路径树上的边；

（4）从集合C中取出一条最短路径作为第k+1条最短路径；

（5）判断K，如果路径条数未达到K值，则进入步骤6，否则跳转到步骤7；

（6）判断集合C，如果该集合非空，则返回步骤3，否则进入步骤8;

（7）算法成功结束，返回搜索结果；

（8）算法结束，未找到足够的K条路径，返回搜索结果。

2.根据权利要求1所述的一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，所述步骤2中利用A*得到第一条最短路径后A*暂停，且后续步骤中再次调用A*进行结点扩展，在A*的运行过程中，对当前节点的所有出边进行迭代，将位于最短路径树上的边标记为tree edge，不在最短路径树上的边标记为sidetrack edge，对于所有被扩展过的顶点标记其状态为close。

3.根据权利要求2所述的一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，所述步骤3中遍历各结点是按照从第k条路径中的最后一个sidetrack edge边的尾结点前向搜索到起始结点，候选路径用sidetrack edge的集合来表示，最后用sidetrack edge表示的路径一一对应地表示为一条常规路径。

4.根据权利要求2所述的一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，所述步骤3中依次遍历第k条最短路径上各结点，其方法包括以下步骤：

（4-1）依次遍历当前第k条路径上从最后一条sidetrack edge到起始结点中的所有结点，记为v；

（4-2）依次遍历结点v的所有的sidetrack edge出边，记为e；

（4-3）判断边e的头结点，如果其状态不是close，则重启A*直到e的头结点的状态被标记为close；

（4-4）将e加入到当前第k条路径的末尾，形成一条新的候选路径并计算其长度，其中候选路径长度为d(t)-d(v)+w(e)+d(tail(e)，将该候选路径加入到集合C中。

5.根据权利要求1所述的一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，所述步骤4取出当前集合C中路径长度最短的候选路径作为下一条待处理的路径。

6.根据权利要求1所述的一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，所述步骤5对K的判断，如果已经达到K值，返回K条最短路径。

7.根据权利要求1所述的一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，所述步骤6对C进行判断，集合C如果为空，表示没有候选路径可供选择，算法结束返回不能成功找到K条路径。

8.根据权利要求6所述的一种应用于GPS的快速K最短路径规划方法，其特征在于，k为循环变量，每次循环后k++，表示当前已经得到的路径条数。