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专利号: 2016105692722
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于混沌萤火虫算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、获取移动机器人起始点到目标点的可行路径参数,确定移动机器人系统代价函数;

S2、对移动机器人系统进行初始化,得到所有可能路径;S3、利用混沌萤火虫算法对步骤S2每一条路径进行迭代更新,包括对亮度和位置的更新;S4、对更新后的路径进行排序,得到局部最优路径;S5、步骤S3迭代次数完成进行步骤S6,否则继续进行步骤S3;S6、利用最优调整策略调整当前局部最优路径;S7、输出全局最优路径。

2.根据权利要求1所述的基于混沌萤火虫算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤S1移动机器人系统代价函数表示为:E=ω1EL+ω2ED

其中ω1,ω2分别表示长度系数和冒险系数,且ω1+ω2=1,取值分别为ω1=0.75,ω2=0.25,EL表示移动机器人从起始点到目标点的可行路径距离,ED表示可行路径中各节点和环境中障碍物的代价函数;

其中(xi,yi,zi),表示可行路径中第i个节点的坐标,i=1…n-1,表示移动机器人起始点与可行路径第一节点间的距离, 表示移动机器人目标点与可行路径最后一个节点间的距离,ΔLi表示可行路径中每两个相邻节点之间的距离,且ED=C(k1+k2),其中C表示代价系数,且C>0,k1表示可行路径中节点个数,k2表示环境中障碍物个数。

3.根据权利要求1或2所述的基于混沌萤火虫算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤S3利用混沌萤火虫算法对步骤S2每一条路径进行迭代更新包括:S31、采用步骤S1得到的代价函数表示萤火虫的绝对亮度,代价函数值表示萤火虫所在位置处潜在的解,即每个萤火虫代表一条可行的路径,萤火虫的数量代表可行路径的数量,萤火虫的绝对亮度代表路径的质量;

S32、绝对亮度小的萤火虫向绝对亮度大的萤火虫移动,这里的绝对亮度是指萤火虫在当前位置的亮度;萤火虫相对亮度是指两个萤火虫之间相对的亮度,表示为其中I0表示最大亮度,分别进行萤火虫亮度和位置的更新;

萤火虫相对亮度与吸引力成正比,吸引力表示为:

萤火虫位置更新公式表示为:

xi=xi+βij(ij)(xi-xj)+α(t)(rand+0.5)其中t为迭代次数,xi,xj为萤火虫i和萤火虫j所处的空间位置,β0为萤火虫的最大吸引力,rij为两个萤火虫之间的距离,rand表示为[0,1]之间的均匀分布;

γ(t)为Lozi’s映射混沌序列表示的光吸收系数,表示为:

α(t)为Lozi’s映射混沌序列表示的随机参数,表示为:

其中,t为迭代次数,a1,b1为控制γ(t)变化的控制参数,a2,b2为控制α(t)变化的控制参数。

4.根据权利要求3所述的基于混沌萤火虫算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述γ(1)=0.7(t=1),α(1)=1(t=1),a1=a2=1.7,b1=b2=0.5。

5.根据权利要求1所述的基于混沌萤火虫算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤S4对更新后的路径进行排序,得到局部最优路径采用的排序方法包括比较法、冒泡法。

6.根据权利要求1所述的基于混沌萤火虫算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤S6的最优调整策略为:用高斯分布对每次迭代的最优路径的位置进行微小扰动,即:

其中, 为高斯扰动后的最优位置,xbest为当前最优位置,η为控制参数,N(0,1)为高斯分布。