36、多核架构下可扩展且高效的路径搜索算法解析

多核架构下可扩展且高效的路径搜索算法解析

1. 分布式边缘搜索（DFS）

分布式边缘搜索（Distributed Fringe Search，DFS）旨在通过多个核心并行工作来实现路径搜索。从负载平衡角度来看，其整体表现似乎尚可，但仍存在一些问题。
- 负载平衡情况 ：大部分节点仅计算一个 g(n) 值，无需进行昂贵的浮点比较来确定最小值。不过，总有一个核心承担了大部分工作，这可能是由于A 启发式函数的影响，该函数会引导搜索朝着目标节点进行，只要不受阻碍，就会使特定核心更受青睐，而其他核心可能会在一些最终成为死路的分支上进行搜索。
- 性能问题 ：经过分析发现，各核心之间相互等待会浪费大量时间，这表明负载平衡远未达到最优状态。而且，DFS失去了校正特性，导致路径并非最优，与最优A 路径相比，偏差主要源于不同的偏向，实际额外路径成本约为2%。

2. 并行层次搜索（PHS）

并行层次搜索（Parallel Hierarchic Search，PHS）是利用多核架构的另一种有吸引力的方法，其核心思想是让每个核心负责搜索总路径的小片段。
- 实现步骤 ：
1. 获取高层图 ：可以通过多种技术获得高层图，如手动添加路点或使用自动化方案（如“概率路线图方法”）。我们采用了自上而下的网格随机化算法，生成相互连接的“腔室”和较小的走廊，并随机放置障碍物，以便轻松生成大量正确的高层层次结构。
2. 搜索路径