Я реализовал алгоритм D * -Lite (вот описание , это алгоритм для поиска пути, когда граничные затраты меняются со временем), но у меня возникают проблемы с обновлением граничных затрат , В основном это работает, но иногда он застревает в цикле, перемещаясь назад и вперед между двумя вершинами. Я пытаюсь создать тестовый пример, который демонстрирует это поведение, в настоящий момент это происходит в некоторых случаях при использовании в большом приложении, что затрудняет отладку.
Я получу тестовый пример, как только смогу, но, возможно, кто-то сразу заметит ошибку, которую я сделал, переходя от псевдо-к C ++. (Есть тест приведенный ниже случай) В статье представлена оптимизированная версия Рисунок 4 , которую я реализовал. Псевдокод вставлен ниже.
Источник для моей реализации доступен здесь .
Если это поможет, я использую эти типы в своем коде:
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;
Если вам нужна дополнительная информация об использовании, просто спросите, слишком много, чтобы вставить.
Псевдокод для D * -Lite:
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()
EDIT:
Мне удалось создать контрольный пример, который показывает ошибочное поведение. Запуская это вместе с кодом в pastebin, он будет зависать при последнем вызове get_path, переходя туда и обратно между узлами 1 и 2. Мне кажется, это потому, что к узлу 3 никогда не прикасались, и поэтому путь имеет бесконечную стоимость.
#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;
}
РЕДАКТИРОВАТЬ 2: Больше прогресса. Если я заменим условие разрыва в цикле while в ComputeShortestPath просто на U != Ø (U не пусто), путь найден! Это довольно медленно, так как он всегда проверяет каждый узел в графе, который не должен быть обязательным. Кроме того, поскольку я использую неориентированные графики, я добавил некоторый код в {40"} для обновления u и v.