D*-Lite アルゴリズムを実装しました (ここに説明があります。これは、エッジ コストが時間の経過とともに変化するときに経路探索を行うためのアルゴリズムです) が、エッジ コストの更新に問題があります。ほとんどの場合は機能しますが、2 つの頂点間を行ったり来たりしてループに陥ることがあります。この動作を示すテスト ケースを作成しようとしていますが、現時点では、大規模なアプリケーションで使用すると一部のケースで発生し、デバッグが困難になります。
できるだけ早くテスト ケースを作成しますが、疑似から C++ に移行したときに行ったエラーを誰かがすぐに見つけることができるかもしれません。(以下にテスト ケースが含まれています)この記事では、私が実装した最適化されたバージョン (図 4 ) を紹介しています。擬似コードを以下に貼り付けます。
私の実装のソースはこちらから入手できます。
それが役立つ場合は、コードでこれらの型を使用しています。
struct VertexProperties { double x, y; };
typedef boost::adjacency_list<boost::vecS,
boost::vecS,
boost::undirectedS,
VertexProperties,
boost::property<boost::edge_weight_t, double> > Graph;
typedef boost::graph_traits<Graph>::vertex_descriptor Vertex;
typedef DStarEuclidianHeuristic<Graph, Vertex> Heuristic;
typedef DStarPathfinder<Graph, Heuristic> DStarPathfinder;
使用方法についてさらに情報が必要な場合は、質問してください。貼り付けるには多すぎます。
D*-Lite の疑似コード:
procedure CalculateKey(s)
{01”} return [min(g(s), rhs(s)) + h(s_start, s) + km;min(g(s), rhs(s))];
procedure Initialize()
{02”} U = ∅;
{03”} km = 0;
{04”} for all s ∈ S rhs(s) = g(s) = ∞;
{05”} rhs(s_goal) = 0;
{06”} U.Insert(s_goal, [h(s_start, s_goal); 0]);
procedure UpdateVertex(u)
{07”} if (g(u) != rhs(u) AND u ∈ U) U.Update(u,CalculateKey(u));
{08”} else if (g(u) != rhs(u) AND u /∈ U) U.Insert(u,CalculateKey(u));
{09”} else if (g(u) = rhs(u) AND u ∈ U) U.Remove(u);
procedure ComputeShortestPath()
{10”} while (U.TopKey() < CalculateKey(s_start) OR rhs(s_start) > g(s_start))
{11”} u = U.Top();
{12”} k_old = U.TopKey();
{13”} k_new = CalculateKey(u));
{14”} if(k_old < k_new)
{15”} U.Update(u, k_new);
{16”} else if (g(u) > rhs(u))
{17”} g(u) = rhs(u);
{18”} U.Remove(u);
{19”} for all s ∈ Pred(u)
{20”} if (s != s_goal) rhs(s) = min(rhs(s), c(s, u) + g(u));
{21”} UpdateVertex(s);
{22”} else
{23”} g_old = g(u);
{24”} g(u) = ∞;
{25”} for all s ∈ Pred(u) ∪ {u}
{26”} if (rhs(s) = c(s, u) + g_old)
{27”} if (s != s_goal) rhs(s) = min s'∈Succ(s)(c(s, s') + g(s'));
{28”} UpdateVertex(s);
procedure Main()
{29”} s_last = s_start;
{30”} Initialize();
{31”} ComputeShortestPath();
{32”} while (s_start != s_goal)
{33”} /* if (g(s_start) = ∞) then there is no known path */
{34”} s_start = argmin s'∈Succ(s_start)(c(s_start, s') + g(s'));
{35”} Move to s_start;
{36”} Scan graph for changed edge costs;
{37”} if any edge costs changed
{38”} km = km + h(s_last, s_start);
{39”} s_last = s_start;
{40”} for all directed edges (u, v) with changed edge costs
{41”} c_old = c(u, v);
{42”} Update the edge cost c(u, v);
{43”} if (c_old > c(u, v))
{44”} if (u != s_goal) rhs(u) = min(rhs(u), c(u, v) + g(v));
{45”} else if (rhs(u) = c_old + g(v))
{46”} if (u != s_goal) rhs(u) = min s'∈Succ(u)(c(u, s') + g(s'));
{47”} UpdateVertex(u);
{48”} ComputeShortestPath()
編集：
誤った動作を示すテストケースの作成に成功しました。これをペーストビンのコードと一緒に実行すると、最後のget_path呼び出しでハングアップし、ノード 1 と 2 の間を行ったり来たりします。無限のコスト。
#include <cmath>
#include <boost/graph/adjacency_list.hpp>
#include "dstar_search.h"
template <typename Graph, typename Vertex>
struct DStarEuclidianHeuristic {
DStarEuclidianHeuristic(const Graph& G_) : G(G_) {}
double operator()(const Vertex& u, const Vertex& v) {
double dx = G[u].x - G[v].x;
double dy = G[u].y - G[v].y;
double len = sqrt(dx*dx+dy*dy);
return len;
}
const Graph& G;
};
struct VertexProp {
double x, y;
};
int main() {
typedef boost::adjacency_list<boost::vecS, boost::vecS, boost::undirectedS,
VertexProp, boost::property<boost::edge_weight_t, double> > Graph;
typedef boost::graph_traits<Graph>::vertex_descriptor Vertex;
typedef boost::graph_traits<Graph>::edge_descriptor Edge;
typedef DStarEuclidianHeuristic<Graph, Vertex> Heur;
typedef boost::property_map<Graph, boost::edge_weight_t>::type WMap;
Graph g(7);
WMap weights = boost::get(boost::edge_weight, g);
Edge e;
// Create a graph
e = boost::add_edge(0, 1, g).first;
weights[e] = sqrt(2.);
e = boost::add_edge(1, 2, g).first;
weights[e] = 1;
e = boost::add_edge(2, 3, g).first;
weights[e] = 1;
e = boost::add_edge(1, 4, g).first;
weights[e] = 1;
e = boost::add_edge(3, 4, g).first;
weights[e] = 1;
e = boost::add_edge(3, 5, g).first;
weights[e] = sqrt(2.);
e = boost::add_edge(2, 6, g).first;
weights[e] = sqrt(2.);
e = boost::add_edge(5, 6, g).first;
weights[e] = 1;
e = boost::add_edge(6, 7, g).first;
weights[e] = 1;
g[0].x = 1; g[0].y = 0;
g[1].x = 0; g[1].y = 1;
g[2].x = 0; g[2].y = 2;
g[3].x = 1; g[3].y = 2;
g[4].x = 1; g[4].y = 1;
g[5].x = 2; g[5].y = 3;
g[6].x = 1; g[6].y = 3;
g[7].x = 1; g[7].y = 4;
DStarPathfinder<Graph, Heur> dstar(g, Heur(g), 0, 7);
std::list<std::pair<Edge, double>> changes;
auto a = dstar.get_path(); // Find the initial path, works well
std::copy(a.begin(), a.end(), std::ostream_iterator<Vertex>(std::cout, ","));
// Now change the cost of going from 2->6, and try to find a new path
changes.push_back(std::make_pair(boost::edge(2, 6, g).first, 4.));
dstar.update(changes);
a = dstar.get_path(); // Stuck in loop
std::copy(a.begin(), a.end(), std::ostream_iterator<Vertex>(std::cout, ","));
return 0;
}
編集 2:さらなる進歩。whileループ内のブレーク条件を( is not empty)ComputeShortestPathだけに置き換えると、パスが見つかります! ただし、必要ではないはずのグラフ内のすべてのノードを常に検査するため、非常に低速です。また、無向グラフを使用しているため、 と の両方を更新するコードを に追加しました。U != ØU{40"}uv