导航图算法

A. 百度地图的路径搜索算法

这个还是要问程序猿，现在比较流行A*算法，至于网络是否开发出了新的算法不得而知，毕竟没有完全相同的程序。
给你看一篇文献：
地图中最短路径的搜索算法研究
学生:李小坤 导师：董峦
摘要：目前为止, 国内外大量专家学者对“最短路径问题”进行了深入的研究。本文通过理论分析, 结合实际应用，从各个方面较系统的比较广度优先搜索算法(BFS)、深度优先搜索算法(DFS)、A* 算法的优缺点。
关键词:最短路径算法；广度优先算法；深度优先算法；A*算法；
The shortest path of map's search algorithm
Abstract:So far, a large number of domestic and foreign experts and scholars on the" shortest path problem" in-depth study. In this paper, through theoretical analysis and practical application, comprise with the breadth-first search algorithm ( BFS ), depth-first search algorithm ( DFS ) and the A * algorithms from any aspects of systematic.
Key words: shortest path algorithm; breadth-first algorithm; algorithm; A * algorithm;
前言：
最短路径问题是地理信息系统（GIS）网络分析的重要内容之一，而且在图论中也有着重要的意义。实际生活中许多问题都与“最短路径问题”有关, 比如: 网络路由选择, 集成电路设计、布线问题、电子导航、交通旅游等。本文应用深度优先算法，广度优先算法和A*算法，对一具体问题进行讨论和分析，比较三种算的的优缺点。

在地图中最短路径的搜索算法研究中，每种算法的优劣的比较原则主要遵循以下三点:[1]
(1)算法的完全性：提出一个问题，该问题存在答案，该算法能够保证找到相应的答案。算法的完全性强是算法性能优秀的指标之一。
(2)算法的时间复杂性: 提出一个问题，该算法需要多长时间可以找到相应的答案。算法速度的快慢是算法优劣的重要体现。
(3)算法的空间复杂性:算法在执行搜索问题答案的同时，需要多少存储空间。算法占用资源越少，算法的性能越好。
地图中最短路径的搜索算法:
1、广度优先算法
广度优先算法(Breadth-First-Search)，又称作宽度优先搜索，或横向优先搜索，是最简便的图的搜索算法之一，这一算法也是很多重要的图的算法的原型,Dijkstra单源最短路径算法和Prim最小生成树算法都采用了和宽度优先搜索类似的思想。广度优先算法其别名又叫BFS，属于一种盲目搜寻法，目的是系统地展开并检查图中的所有节点，以找寻结果。换句话说，它并不考虑结果的可能位址，彻底地搜索整张图，直到找到结果为止。BFS并不使用经验法则算法。
广度优先搜索算法伪代码如下：[2-3]
BFS(v)//广度优先搜索G，从顶点v开始执行
//所有已搜索的顶点i都标记为Visited(i)=1.
//Visited的初始分量值全为0
Visited(v)=1;
Q=[];//将Q初始化为只含有一个元素v的队列
while Q not null do
u=DelHead(Q);
for 邻接于u的所有顶点w do
if Visited(w)=0 then
AddQ(w,Q); //将w放于队列Q之尾
Visited(w)=1;
endif
endfor
endwhile
end BFS
这里调用了两个函数：AddQ(w,Q)是将w放于队列Q之尾；DelHead(Q)是从队列Q取第一个顶点，并将其从Q中删除。重复DelHead(Q)过程，直到队列Q空为止。
完全性：广度优先搜索算法具有完全性。这意指无论图形的种类如何，只要目标存在，则BFS一定会找到。然而，若目标不存在，且图为无限大，则BFS将不收敛（不会结束）。
时间复杂度：最差情形下，BFS必须寻找所有到可能节点的所有路径，因此其时间复杂度为,其中|V|是节点的数目，而 |E| 是图中边的数目。
空间复杂度：因为所有节点都必须被储存，因此BFS的空间复杂度为，其中|V|是节点的数目，而|E|是图中边的数目。另一种说法称BFS的空间复杂度为O(B),其中B是最大分支系数，而M是树的最长路径长度。由于对空间的大量需求，因此BFS并不适合解非常大的问题。[4-5]
2、深度优先算法
深度优先搜索算法（Depth First Search）英文缩写为DFS，属于一种回溯算法，正如算法名称那样，深度优先搜索所遵循的搜索策略是尽可能“深”地搜索图。[6]其过程简要来说是沿着顶点的邻点一直搜索下去，直到当前被搜索的顶点不再有未被访问的邻点为止，此时，从当前辈搜索的顶点原路返回到在它之前被搜索的访问的顶点，并以此顶点作为当前被搜索顶点。继续这样的过程，直至不能执行为止。
深度优先搜索算法的伪代码如下：[7]
DFS(v) //访问由v到达的所有顶点
Visited(v)=1;
for邻接于v的每个顶点w do
if Visited(w)=0 then
DFS(w);
endif
endfor
end DFS
作为搜索算法的一种，DFS对于寻找一个解的NP（包括NPC）问题作用很大。但是，搜索算法毕竟是时间复杂度是O(n!)的阶乘级算法，它的效率比较低，在数据规模变大时，这种算法就显得力不从心了。[8]关于深度优先搜索的效率问题，有多种解决方法。最具有通用性的是剪枝，也就是去除没有用的搜索分支。有可行性剪枝和最优性剪枝两种。
BFS:对于解决最短或最少问题特别有效，而且寻找深度小，但缺点是内存耗费量大（需要开大量的数组单元用来存储状态）。
DFS：对于解决遍历和求所有问题有效，对于问题搜索深度小的时候处理速度迅速，然而在深度很大的情况下效率不高。
3、A*算法
1968年的一篇论文，“P. E. Hart, N. J. Nilsson, and B. Raphael. A formal basis for the heuristic determination of minimum cost paths in graphs. IEEE Trans. Syst. Sci. and Cybernetics, SSC-4(2):100-107, 1968”。[9]从此，一种精巧、高效的算法——A*算法问世了，并在相关领域得到了广泛的应用。A* 算法其实是在宽度优先搜索的基础上引入了一个估价函数,每次并不是把所有可扩展的结点展开,而是利用估价函数对所有未展开的结点进行估价, 从而找出最应该被展开的结点,将其展开,直到找到目标节点为止。
A*算法主要搜索过程伪代码如下：[10]
创建两个表，OPEN表保存所有已生成而未考察的节点，CLOSED表中记录已访问过的节点。
算起点的估价值;
将起点放入OPEN表;
while(OPEN!=NULL) //从OPEN表中取估价值f最小的节点n;
if(n节点==目标节点) break;
endif
for(当前节点n 的每个子节点X)
算X的估价值;
if(X in OPEN)
if(X的估价值小于OPEN表的估价值)
把n设置为X的父亲;
更新OPEN表中的估价值; //取最小路径的估价值;
endif
endif
if(X inCLOSE)
if( X的估价值小于CLOSE表的估价值)
把n设置为X的父亲;
更新CLOSE表中的估价值;
把X节点放入OPEN //取最小路径的估价值
endif
endif
if(X not inboth)
把n设置为X的父亲;
求X的估价值;
并将X插入OPEN表中; //还没有排序
endif
end for
将n节点插入CLOSE表中;
按照估价值将OPEN表中的节点排序; //实际上是比较OPEN表内节点f的大小，从最小路径的节点向下进行。
end while(OPEN!=NULL)
保存路径，即 从终点开始，每个节点沿着父节点移动直至起点，这就是你的路径；
A *算法分析：
DFS和BFS在展开子结点时均属于盲目型搜索，也就是说，它不会选择哪个结点在下一次搜索中更优而去跳转到该结点进行下一步的搜索。在运气不好的情形中，均需要试探完整个解集空间, 显然，只能适用于问题规模不大的搜索问题中。而A*算法与DFS和BFS这类盲目型搜索最大的不同，就在于当前搜索结点往下选择下一步结点时，可以通过一个启发函数来进行选择，选择代价最少的结点作为下一步搜索结点而跳转其上。[11]A *算法就是利用对问题的了解和对问题求解过程的了解, 寻求某种有利于问题求解的启发信息, 从而利用这些启发信息去搜索最优路径.它不用遍历整个地图, 而是每一步搜索都根据启发函数朝着某个方向搜索.当地图很大很复杂时, 它的计算复杂度大大优于D ijks tr a算法, 是一种搜索速度非常快、效率非常高的算法.但是, 相应的A*算法也有它的缺点.启发性信息是人为加入的, 有很大的主观性, 直接取决于操作者的经验, 对于不同的情形要用不同的启发信息和启发函数, 且他们的选取难度比较大,很大程度上找不到最优路径。
总结：
本文描述了最短路径算法的一些步骤，总结了每个算法的一些优缺点，以及算法之间的一些关系。对于BFS还是DFS，它们虽然好用，但由于时间和空间的局限性，以至于它们只能解决规模不大的问题，而最短或最少问题应该选用BFS,遍历和求所有问题时候则应该选用DFS。至于A*算法，它是一种启发式搜索算法，也是一种最好优先的算法，它适合于小规模、大规模以及超大规模的问题，但启发式搜索算法具有很大的主观性，它的优劣取决于编程者的经验，以及选用的启发式函数，所以用A*算法编写一个优秀的程序，难度相应是比较大的。每种算法都有自己的优缺点，对于不同的问题选择合理的算法，才是最好的方法。
参考文献：
[1]陈圣群,滕忠坚,洪亲,陈清华.四种最短路径算法实例分析[J].电脑知识与技术(学术交流),2007(16):1030-1032
[2]刘树林,尹玉妹.图的最短路径算法及其在网络中的应用[J].软件导刊,2011(07):51-53
[3]刘文海,徐荣聪.几种最短路径的算法及比较[J].福建电脑，2008(02）:9-12
[4]邓春燕.两种最短路径算法的比较[J].电脑知识与技术，2008（12）：511-513
[5]王苏男,宋伟,姜文生.最短路径算法的比较[J].系统工程与电子技术,1994(05)：43-49
[6]徐凤生,李天志.所有最短路径的求解算法[J].计算机工程与科学,2006(12)：83-84
[7]李臣波,刘润涛.一种基于Dijkstra的最短路径算法[J].哈尔滨理工大学学报,2008(03)：35-37
[8]徐凤生.求最短路径的新算法[J].计算机工程与科学,2006(02).
[9] YanchunShen . An improved Graph-based Depth-First algorithm and Dijkstra algorithm program of police patrol [J] . 2010 International Conference on Electrical Engineering and Automatic Control , 2010(3) : 73-77
[10]部亚松.VC++实现基于Dijkstra算法的最短路径[J].科技信息(科学教研),2008(18)：36-37
[11] 杨长保,王开义,马生忠.一种最短路径分析优化算法的实现[J]. 吉林大学学报(信息科学版),2002(02)：70-74

B. 高德导航怎么算

由于信息量过大，我们简单的从几个纬度来普及知识从而分析高德是如何实现距离时间的算法。
一:地图构成、我们现在通过app看到的高德地图类型属于电子地图，是通过四个图层来构成的。画面是属于几种图层模型相互叠加显示的结果。分别表达着不同的意思和内容。其中每一个图层都包含着数十种的数据算法。
二、数据采集:通过简单了解地图的构成，接下来我们日常所看到的道路桥梁、湖泊、商场、小区门牌等都是通过不同的数据采集才得到的主要有以下几种。一、底部数据:简单的说就是地图的一个框架，例如地图中看到一些标志性的物体山脉 河流 地域名称。二、外部采集:主要的方式包括航拍、卫星、人工外出实地测量3种。其中需要说明的是目前国内只有四维图新和高德具有数据独立采集的能力和资质。我们目前所看到的地图都是1:10000比例。而1:200的这种高精度地图是不对外公开的。
三、
据公开信息，高德目前拥有超过6000万个POI、790万公里的导航道路数据，这个里程数可以绕地球赤道197周。高德制作了超过400种道路属性信息，高德还拥有横跨61个城市、超13000平方公里的三维数据模型。 除此之外。重要约就是高德地图活数据能力，从第三方数据看高德地图手机app日活跃用户接近上亿，还有车机的数据，高德地图LBS服务的30多万第三方应用数据源。通过政府交管合作得到的信息，同时阿里巴巴运单、外卖单等等数据，这些相当庞大优质的数据来源相互作用，交叉验证，使高德的导航地图数据更加的准确。
有了以上庞大的准确数据信息支撑。用户在地图上搜索目的地的时候。目的地与终点之间的距离、限速、红绿灯等等信息均早已在导航数据里。运用先进的算法极短的时间就能提供给用户。因为路程时间也是数据的一种。所以时间测算并不难，难的是数据的采集，这才是地图核心中的核心。

C. gps地图如何导航编辑为你揭秘导航算法

4.1 地图匹配问题介绍
利用车载GPS接收机实时获得车辆轨迹，进而确定其在交通矢量地图道路上的位置，是当前车载导航系统的基础。独立GPS车载导航系统中克服GPS误差以及地图误差显示车辆在道路网上的位置主要是通过地图匹配算法，也就是根据GPS信号中的数据和地图道路网信息，利用几何方法、概率统计方法、模式识别
或者人工神经网路等技术将车辆位置匹配到地图道路上的相应位置 [8-12]。由于行驶中的车辆绝大部分都是在道路上的，所以通常的地图算法都有一个车辆在道路上的默认前提。地图匹配的准确性决定了
GPS车辆导航系统的准确性、实时性与可靠性。具体来说取决于两方面：确定当前车辆正在行驶的路段的准确性与确定车辆在行驶路段上的位置的准确性。前者是现有算法的研究重点，而后者涉及到沿道路方向的误差校正，在现有算法中还没有得以有效解决。地图匹配的目标是将轨迹匹配到道路上，当道路是准确的时，也就成了确定GPS的准确位置，然后利用垂直映射方法完成匹配。要实时获得车辆所在的道路及位置通过地图匹配来实现是一种比较普遍而且成本较低的方法。车辆导航与定位系统中的地图匹配问题概括来讲就是将车载GPS接收机获得的带有误差的GPS轨迹位置匹配到带有误差的交通矢量地图道路上的相应位置。下面我们通过具体的数学模型来给地图匹配问题以详细的数学描述。
地图匹配的基本过程如图4.1所示。符号定义及其物理意义说明如下：
1) g(k)是车辆GPS轨迹点，内容为k时刻车辆上的GPS定位数据（经纬度），对应于矢量地图上相应的经纬度位置点。由于GPS误差和矢量地图误差的存在，当车辆在道路弧段Si 上行驶时，g(k)通常并不位于弧段Si 上。
2) p(k )为g(k)的地图道路匹配点，表示地图匹配算法对g(k)进行偏差修正获得的车辆k时刻在矢量地图道路上的对应点，简称g(k)的匹配点。匹配点所在矢量地图弧段Si上的位置，应该尽可能反映出实际车辆在该段道路上的相应位置。
3) e(k)为g(k)的地图匹配修正量，表示g(k)与其匹配点p(k)间的误差修正。需要指明匹配点所在的弧段p(k) .Si 时，使用符号e(k)[Si ] 表示g(k)对于弧段Si 上的匹配点所使用的匹配修正量。上述3个基本量之间的关系如图画所示，即p(k) = g(k) + e(k) (4)
地图匹配修正量e(k)源自于GPS定位误差和交通矢量地图精度误差的综合误差效应。

D. 地图导航原理

芯片连接卫星后计算出当前的位置信息发送给导航软件，导航软件拿着位置数据去结合地图数据（地图数据显示这里是村庄还是山丘，是农田或者道路）并根据目前位置和目的地的地图信息规划出一套合适的路线后加入一些必要的信息（如导航语音等），并依此导航，就这样构成了一个完整的导航系统并为我们指明道路。

很荣幸能回答你的问题，如仍有疑问，欢迎追问！

E. 谁了解高德导航，百度导航 这些导航软件的开发的大体思路，包括数据存储，导航算法等。谢谢

先说共同点，两个都有地图，也都有导航，甚至都有语音导航。不同点是：1、从功能上说，高德导航主要是驾车导航，从界面到内容几乎都跟导航有关，当然也包括基本的地理信息服务；高德地图则主要侧重于地理信息服务，从界面上看更像是一幅地图，同时也具备基本的导航功能。2、二者操作界面不同。前者更像是汽车上的导航仪，画面更清晰、醒目；后者更像是一张平面地图，画面较细腻、美观。
3、使用环境不同。前者完全离线运行，无需互联网支持也无法获得支持；后者可以离线定位，但用于导航必须联网。
4、前者数据是固定的，更新周期较长，而且不能实况导航。后者基本地理信息是固定的，导航数据是临时从网上下载的，因此可以实况导航。
5、从导航成本上说，前者要买软件（公众版试用期一个月），后者要买流量（要导航必须联网）

F. 百度地图排名算法是什么咋用的！

就是使用网络地图导航的里程数来计算机排名的

G. 地图导航是怎么实现到路口提示转弯的 算法 java

建立 图 模型、、、、、、找出路径、、、、、到一节点该做什么，就节点根据类型判断

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H. 导航软件是如何精准报告路况的，你知道工作原理吗

任何一款导航软件要定位用户手机的位置，无非有两种主要方式，一是卫星定位，即GPS系统或者北斗系统；二是基站定位，即LBS定位。此外，AGPS和WIFI也可以参与其中，但这两种是辅助作用。

第一，不是精确，地图软件采用导航等APP获得行驶车辆的数据，然后利用大数据进行分析，比如浮动车算法，这些算法已经有10多年的开发了，所以相对而言比较成熟。

比如说，很多导航软件都会通过多元数据池和强大的AI计算能力构成服务平台，实时跟踪道路情况和交通情况，以小时甚至分钟为单位对实时路况进行更新，并推送至用户的系统软件中，尽可能减少因技术问题而产生的路况延迟报告，提高路况报道的精准性。

现在市面上各类导航软件越来越多，而这些软件想要从强大的竞争市场中脱颖而出，最为关键的就是一个“准”字。技术能力的强弱直接决定了导航软件所能够达到的高度。

I. 高德地图的原理是什么

高德地图的原理是;地图数据+渲染引擎寻路算法+地图分片装载惯性导航+纠偏过滤POI载入基础的导航软件。

高德地图是中国领先的数字地图内容、导航和位置服务解决方案提供商。拥有导航电子地图甲级测绘资质和互联网地图服务甲级测绘资质，其优质的电子地图数据库成为公司的核心竞争力。

公司2010年登陆美国纳斯达克全球精选市场（NasdaqAMAP）。2014年12月，高德发布了“出行保障”计划，宣布此项服务长期有效，而且最高赔付额度提高到了1000元。2018年6月5日 苹果在美国时间6月4日的苹果开发者大会上，发布了最新的iOS 12操作系统，CarPlay支持高德地图。2021年10月，高德地图正式上线了车道级导航高清版，基于北斗卫星导航系统。

2021年5月13日，阿里巴巴发布2021财年第四财季及全年财报，财报披露2021年4月，高德实现了全月平均日活跃用户数超过1亿的重要里程碑。另据第三方数据机构QuestMobile发布的报告显示，截至2021年3月，高德地图手机端月活跃用户超过5.99亿，稳居地图导航行业第一。