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一种蚁群算法与自适应机制的路径规划算法优化

李奇才 舒远仲 洪宇轩

李奇才, 舒远仲, 洪宇轩. 一种蚁群算法与自适应机制的路径规划算法优化[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(7): 1095-1101. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200426
引用本文: 李奇才, 舒远仲, 洪宇轩. 一种蚁群算法与自适应机制的路径规划算法优化[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(7): 1095-1101. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200426
LI Qicai, SHU Yuanzhong, HONG Yuxuan. Optimizing Path Planning Algorithm based on Ant Colony Algorithm and Adaptive Mechanism[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(7): 1095-1101. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200426
Citation: LI Qicai, SHU Yuanzhong, HONG Yuxuan. Optimizing Path Planning Algorithm based on Ant Colony Algorithm and Adaptive Mechanism[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(7): 1095-1101. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200426

一种蚁群算法与自适应机制的路径规划算法优化

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200426
基金项目: 

国家自然科学基金项目 71761028

江西省教育厅科学技术研究项目 209924

详细信息
    作者简介:

    李奇才(1994-), 硕士研究生, 研究方向为人工智能、机器人等, 1663580500@qq.com

    通讯作者:

    舒远仲, 教授, 硕士生导师, lqc1663580500@163.com

  • 中图分类号: TP24

Optimizing Path Planning Algorithm based on Ant Colony Algorithm and Adaptive Mechanism

  • 摘要: 针对目前移动机器人的路径规划问题,提出一种新的自适应机制建立信息素更新策略,通过增加自适应阈值以及优化蚁群算法生成的路径,使得生成的路径符合真实运动轨迹,提高移动机器人在行走过程中对未知环境的适应性和高效性。首先建立栅格地图和输入初始信息素和设置算法参数,将蚂蚁置于起点并计算当前状态转移概率。然后将获取到的当前自适应阈值与状态转移概率进行比较,根据比较结果选择蚂蚁行走的下一节点,更新路径直到蚂蚁到达终点,直到这一代M只蚂蚁全部遍历。最后动态更新信息启发因子α、期望启发因子β和信息素,重复步骤直到迭代完成,对生成的路径进行优化处理并输出最优路径。实验和应用表明,该方法解决了移动机器人在路径规划开始时缺乏信息素的问题,加快收敛速度,更符合移动机器人行进的运动轨迹,适用于未知动态环境中移动机器人的路径规划。
  • 图  1  栅格图

    图  2  路径优化处理

    图  3  算法原理流程图

    图  4  优化过程

    图  5  效果对比图

    图  6  3种算法的适应度值与迭代次数关系对比

    图  7  实验过程

    表  1  实验环境中3种算法仿真结果

    名称 传统蚁群算法[14] 自适应蚁群算法[15] 本文算法
    最短长度 34.02 30.95 25.11
    迭代次数 100 70 55
    收敛时间/s 7.55 7.84 4.35
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-10-16
  • 刊出日期:  2022-07-25

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