主幹導引式最短路徑搜尋演算法

• Main Authors: 林啟榮, Lin, Chi Jung
• Language: 中文
• Published: 國立政治大學
• Subjects: 主幹導引; 路徑規劃; 最短路徑演算法; 導航系統; backbone orientation; route planning; shortest path algorithm; Navigation system
• Online Access: http://thesis.lib.nccu.edu.tw/cgi-bin/cdrfb3/gsweb.cgi?o=dstdcdr&i=sid=%22G0094971011%22.

A*(A-Star)演算法透過啟發函式，以減少路徑搜尋過程中所需要計算的網路數量，SMA*(Simplified Memory Bounded A-Star)為A*之變形，目前最廣泛被應用於GPS導航系統之路徑規劃的演算法。尋找路徑的計算過程中，A*與SMA*演算法利用中間節點與目的地的方向(直線距離)作為啟發函式，以預估中間節點到目的地之路徑長度挑選優先搜尋的路段，而SMA*則因記憶體的限制會排除預估長度較長的路段，以減少搜尋的路段數量與記憶體之使用量。當起點與終點中存在障礙地形時或路段較崎嶇時，以方向導引路徑搜尋之準確度便大幅降低，導致A*與SMA*之搜尋數量增加，SMA*甚至會得到較差的路徑。 主幹導引式最短路徑搜尋演算法(Backbone Orientation)以骨幹路徑導引路徑之搜尋，在障礙地形或道路崎嶇的情況下，可有效避免SMA*之缺點，效能較佳。主幹導引式最短路徑搜尋演算法分為二階段，先由原始路網中提取骨幹路網，並計算出最佳骨幹路徑，再利用骨幹路徑引導路徑的搜尋，在骨幹路徑的一定範圍內搜尋最短路徑。 本研究以台灣地區2007年之平面路網圖進行實驗，以三種不同的實驗方式進行實驗，以驗證主幹導引式最短路徑搜尋演算法之效能，證明在SMA*演算法之啟發函式效能低落時，使用主幹導引式最短路徑搜尋演算法可以有效的改善SMA*在障礙地形之效能不彰的問題。