[发明专利]一种基于窄带模型的多目的地的最短路径获取方法

说明书

本发明公开了一种基于窄带模型的多目的地的最短路径获取方法，其包括以下步骤S1、获取两两节点之间的距离；S2、获取主动关联节点和被动关联节点；S3、判断关联节点是否能构成完整路径，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S4；S4、获取局部小回路和大距离节点；S5、锁定每个大距离节点的全局带宽，将局部小回路中节点的全局带宽加1；S6、判断是否能构成完整路径，若是则进入步骤S7，否则返回步骤S4；S7、验证是否存在更短路径，若是则进入步骤S8，否则输出结果；S8、将更短的路径作为新的备选最短路径，返回步骤S7。本发明避免了所有节点同时运算造成的庞大计算量，有效节约了计算资源并提高了路径获取效率。

技术领域

本发明涉及路径规划领域，具体涉及一种基于窄带模型的多目的地的最短路径获取方法。

背景技术

在数控设备(铣床、钻床、切割机、钻铆设备等)、工业机器人等应用领域，针对刀路、刀轨、运动轨迹的优化，求算最短路径可以优化工艺、提升效率。

在飞行器(战斗机、无人机、运输机等)的飞行轨迹(航迹)规划应用领域，针对多目标、多任务条件下的飞行轨迹优化和最短路径求算，对于战局的控制也非常关键。

在交通运输相关领域，尤其在物流、运输领域，求算最短路线有利于节约运输成本，提高运输效率。

在计算机软件、大数据、人工智能领域，在目标优化、数据精简、数据提取领域，提取有限少的数据进行计算和建模是其中的重要环节，数据处理尤其是特征数据抽取是获得高效率、高质量结果的关键所在。

但是，现有的最短路径获取方法通常直接将所有目的地采用全排列或动态优化方法来获取，当目的地数量较大时，运算量将成指数级增加，该方式只适合获取仅涉及少量目的地的最短路径。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于窄带模型的多目的地的最短路径获取方法解决了现有最短路径运算量大的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于窄带模型的多目的地的最短路径获取方法，其包括以下步骤：

S1、将每个目的地作为一个节点，对于任一个节点，将其余节点均作为其关联节点，获取每个节点与其对应的所有关联节点之间的距离；

S2、建立窄带模型：将每一个节点分别作为目标节点，将距离其最近的前n个关联节点作为该节点的主动关联节点，并将该目标节点作为距离其最近的前n个关联节点的被动关联节点；其中n表示窄带模型的全局带宽，n为大于1的整数；

S3、将全局带宽n取值为2，挑选出每个目标节点对应的所有主动关联节点和被动关联节点，按照目标节点仅与挑选出的关联节点相连的方式，判断是否能构成完整路径，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S4；

S4、对于节点数小于节点总数a％的局部路径和节点数大于等于b且小于c的局部路径，将其作为局部小回路；将局部带宽为2时所有主动关联节点和被动关联节点与目标节点的距离大于距离阈值的节点作为大距离节点；

S5、锁定每个大距离节点的全局带宽，将局部小回路中节点的全局带宽加1；

S6、挑选出每个目标节点对应的所有主动关联节点和被动关联节点，按照目标节点仅与挑选出的关联节点相连的方式，判断是否能构成完整路径，若是则进入步骤S7，否则返回步骤S4；

S7、将当前完整路径中最短的路径作为备选最短路径；将当前所有节点的全局带宽加1并再次获取路径，判断再次获取的路径中是否存在比备选最短路径更短的路径，若是则进入步骤S8，否则将备选最短路径作为结果输出；

S8、将更短的路径作为新的备选最短路径，返回步骤S7。

进一步地，步骤S2的具体方法为：