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专利号: 2023112285631
申请人: 哈尔滨理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多障碍物下双向搜索的UUV蚁群路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:

建立UUV所处同一平面环境下的二维平面栅格地图,栅格都是1m*1m同等大小,m表示长度单位米,地图大小则是X*Y,其中每个栅格都有标号XiYj,其中i,j代表标号角标,由于栅格大小都是1m*1m,所以每个栅格的中心点坐标表示为:步骤2:

参数进行初始化,并定义一个集合J;

步骤3:

将蚂蚁等分为两组T1和T2,分别投放至起始点A以及目标点B,其中T1组蚂蚁由A向B搜寻路径,T2组蚂蚁由B向A搜寻路径,然后进入步骤4;

步骤4:

采用轮盘赌的方式为两组蚂蚁寻找下一到达的节点,其中状态转移函数如下:其中, 是蚂蚁从节点i选择到节点j的概率;τij(t)是节点i和节点j路径上的信息素所含浓度大小;allowedk是蚂蚁选择下一节点的解空间;α是信息素重要程度因子;β是启发函数重要程度因子;ηij(t)是启发函数式,其表达式为:ηij(t)=1/dij            (3)其中,dij是i,j之间的距离;

步骤5:

判断两组蚂蚁是否相遇,如果相遇则将其交叉点存放在集合J,并且将交叉点之间的连通关系以及信息素浓度值也存放在集合J,然后进入步骤6;否则回到步骤4;

步骤6:

判断蚂蚁是否完成路径,如果完成路径则进入步骤7;否则回到步骤4;

步骤7:

判断交叉点数量是否达到饱和,如果交叉点已经达到饱和,进入步骤11;否则进入步骤

8;

步骤8:

判断蚂蚁是否达到最大数量,是则进入步骤9;否则回到步骤3;

步骤9:

进行信息素的更新,更新信息素采用公式如下:τij(t+1)=(1‑ρ)*τij(t)+Δτij      (5)其中,τij(t)是节点i和节点j路径上的信息素所含浓度大小; 表示第k只蚂蚁在i,j之间释放的信息素浓度;Δτij表示蚂蚁在i,j之间信息素浓度之和;ρ表示信息素挥发系数,取值一般为0到1之间;N表示蚂蚁最大数量,然后进入步骤10;

步骤10:

判断是否达到最大迭代次数,是则进入步骤11;否则回到步骤3;

步骤11:

定义并初始化集合S,进入步骤12;

步骤12:

将与起始点A之间信息素浓度最大的交叉点放入S,并且将其交叉点从J中删除,进入步骤13;

步骤13:

比较S中交叉点与J中交叉点直接相连的信息素浓度大小,进入步骤14;

步骤14:

判断是否删除J中信息素浓度明显低的交叉点,删除后则进入步骤15;否则进入步骤

12;

步骤15:

判断是否遍历完J中所有交叉点,是则进入步骤16;否则回到步骤12;

步骤16:

回溯S中存在的交叉点坐标,计算理论最短路径,然后输出最短路径,结束。