点加速最快路径

2024-01-01

这只是我自己想出的东西,但这似乎是一个有趣的问题,它让我难住了。

您在二维空间中有一组点,其中一个点指定为“起点”,一个点指定为“终点”。每个点都有坐标(以米为单位距原点),但也有一个“加速度数”(以米/秒的 delta-V 为单位)。到达某个点(包括起点)后,您可以在任何方向上以该点的加速度数加速。边缘成本取决于您当前的速度,但您也必须朝正确的方向移动。

是否有一种有效的算法来找到到达终点的最快路径?我没有想出比“尝试每条路径并检查结果”更好的方法。 Djikstra 和其他简单的算法不起作用,因为如果你以不同的初始速度到达,你不能轻易地说到达中间点的一条路径比另一条更好或更差。

如果这太简单了,如果添加必须在终点停止的要求怎么办? (即,当您到达终点时,您的加速度值必须小于其加速度值。)

编辑:要明确的是,方向很重要。当您遍历图形时,您会维护一个速度矢量,而加速度意味着向其添加一个矢量,其大小以该点的加速度数为上限。这意味着在某些情况下,建立巨大的速度是有害的,因为你会开得太快而无法“转向”其他有价值的点/你的目的地。


我认为,只使用每个点的加速度一次的要求使得这个问题在一般情况下 NP 完全。考虑一个如下所示的输入:

如果终点和其余点之间的“巨大距离”足够大,足以主导最终解决方案的成本,那么找到最佳解决方案将归结为找到一种方法,从最终解决方案中获得尽可能多的速度提升。图表的开始。如果只允许每个点通过一次,这相当于哈密顿路径问题,是 NP 完全问题。

也就是说,你的问题有一些额外的规则(距离是欧几里德的,图表总是完整的),这可能最终会让问题变得更容易。

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