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专利号: 2021111974089
申请人: 安徽工程大学
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:2023-07-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进遗传算法的移动机器人路径规划方法,包括以下步骤:S1、初始化遗传算法的相关参数:种群数量population =50,最大迭代次数max—iter  =

100,交叉概率cross—pro =0.95,变异概率mut—pro =0.15;

S2、初始化遗传算法的初代解,通过模拟蚁群算法的蚂蚁寻路的策略,构建一种新型的遗传算法初始解的生成机制来生成初代解:S21、初始化蚂蚁参数:距离启发因子α=7;

S22、将蚂蚁放置于起点,按照下式计算邻接可通行节点的选择概率:k

其中,p i(j t)意为第k只蚂蚁在t时刻位于坐标i时,其可能选择邻接可行位置j的概率,t(i,j)为i到j的距离启发函数,通常取值hi(j t)=1/d,d为j到终点的欧式距离,α为距离启发因子;

S23、将蚂蚁放置于起点处,通过轮盘赌法选择邻接节点移动,并将该节点加入禁忌表,重复该操作,直至成功到达终点,最后将路径存入父代列表father—list中;

S24、若父代染色体个数等于population,则执行S3,否则,再次执行S23;

S3、初始化迭代次数iter =0,开始迭代;

S4、选择算子:采取PMX选择法,即每次从父代种群中随机挑选3个个体,比较其适应度,并将适应度最低的个体加入子代列表child—list,循环操作,直至子代列表中个体数量等于population;

S5、交叉算子:

S51、为child—list中的每个子代个体取一个随机值ki=[0,1],并将所有满足ki≤cross—pro的个体选出放入交叉列表cross—list中;令i=0;

S52、取出cross—list列表中第i与第i+1个个体,记作A与B;

S53、找到A与B中相同的节点p0, p1, p2 … p n,并将A与B中pi与pi+1之间的路径长度分别记为LAi与LBi (i=0,1,2…n‑1);

S54、新建空白列表a与b作为A与B交叉后的子代,依次比对LAi与LBi(i=0,1,2…n‑1)之间的大小,若LAi≤LBi,则将A中pi与pi+1之间的路径信息复制到a中,并将B中pi与pi+1之间的路径信息复制到b中,反之亦然;

S55、将交叉子代a与b添加到child—list中;

S56、如果i>len(cross—list)‑2,则执行S6;否则令i = i+2,执行S52;

S6、变异算子:

S61、为child—list中的每个子代个体取一个随机值ki=[0,1],并将所有满足ki≤mut—pro的个体选出放入变异列表mut—list中,令i=0;

S62、取出mut—list列表中第i个个体,记作A1;

S63、找到A1中的所有节点k,其与前一个节点j、后一个节点p之间满足关系:并将所有节点k依次放入corner—list;

S64、从corner—list中随机选择一个节点k,判断其两端的节点j和p之间是否可以直接无障碍连接,若可以,则将A1中节点j与p之间的节点删除;

S7、将child—list中的染色体复制到父代列表father—list中;

S8、iter+=1,判断循环次数iter是否等于最大循环次数max—iter,若是,则执行S9,否则,执行S4;

S9、输出father—list中适应度最高的个体,即全局最优解。