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专利号: 2020100428679
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:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于异构双种群蚁群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,初始化移动机器人的环境地图,初始化蚁群算法信息重要程度参数 表示信息素重要程度、β启发函数重要程度、γ代表启发式协同信息素重要程度,蚂蚁进入下一步的策略方程;信息素浓度τij,启发函数ηij以及协同信息素σij;

S2,根据任务,获取到移动机器人的起始点和目标点的x,y轴坐标;

S3,计算两点间的环境复杂度Oij和全局复杂度Oglobal,公式如下:Oij=[x_RHC(R(A))+y_RHC(C(B))]/2Oglobal=[x_RHC(R(A))global+y_RHC(C(B))global]/2其中x_RHC(R(A))代表两点间x轴海明相对距离,y_RHC(C(B))代表两点间y轴海明相对距离,x_RHC(R(A))global代表全局x轴海明相对距离,y_RHC(C(B))global代表全局y轴海明相对距离;

S4,计算两点间和全局环境复杂度的比值,即相对复杂度S5,判断H值的大小,当H<1即在地图环境简单下,更新信息素算子采用精英蚂蚁系统信息素算子如下:τij=τij+e·Q/Leli·H,

其中e代表精英蚂蚁数目,Q为常数代表蚂蚁循环一次所释放的信息素总量Leli代表精英蚂蚁路径长度;

当H>1即在地图复杂环境下,采用改进型蚁群算法,采用同时更新局部信息素浓度和全局信息素更新策略,更新信息素算子公式如下:S6,运行异构双种群蚁群算法,即采用精英蚂蚁系统算法和蚁群系统算法;

S7,计算每代信息素浓度;

S8,迭代次数加一;

S9,根据当前迭代次数判断是否需要种群间交流,当为exchange的N次整数倍时交换信息素,公式如下:τEAS=σIACS,τIACS=σEAS,if iteration=N·exchangeiterationmax≥N·exchange

其中exchange设定为10,N为正整数,iterationmax为程序设置的最大迭代次数,τIACS表示改进型蚁群算法信息、τEAS表示精英蚂蚁系统信息、σIACS表示改进蚁群算法协同启发信息、σEAS精英蚂蚁系统协同启发信息、SIACS、SEAS代表更新后改进蚁群算子和精英蚂蚁系统的转移算子,τij表示两连接点信息素浓度,ηij表示启发式函数,q是系统生成的随机数,q0是人为设置的一个常数;

S11,结束迭代,输出当前路径即为移动机器人的最优路径,结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于异构双种群蚁群算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤S6的精英蚂蚁系统算法和改进型蚁群算法分别为:改进型蚁群算法为:

精英蚂蚁系统:

τij=τij+e·Q/Leli

其中S代表下一个节点概率I代表可行解集 和β代表权重系数,τ代表信息更新策略,ρ表示信息素挥发程度,1>ρ>0,Leli代表最优蚂蚁的路径长度Lave代表蚂蚁平均路径长度L1代表较优蚂蚁路径长度,e代表精英蚂蚁数目,Q为常数代表蚂蚁循环一次所释放的信息素总量。