【无人机】基于灰狼优化算法的无人机路径规划问题研究(Matlab代码实现)

简介: 【无人机】基于灰狼优化算法的无人机路径规划问题研究(Matlab代码实现)

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥


🏆博主优势:🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。


⛳️座右铭:行百里者,半于九十。


📋📋📋本文目录如下:🎁🎁🎁


目录


💥1 概述


📚2 运行结果


🎉3 参考文献


🌈4 Matlab代码实现


💥1 概述

 随着各种新兴技术的发展,无人机在灾后救援、物资运输、环境监测、军事作战等多个领域起着广泛的应用[1]。航迹规划是无人机执行任务中最重要的部分之一,是指在一定的约束条件下,找到一条能从起点抵达终点且安全、快速、消耗代价小的路线[2]。因此,航迹规划问题经常被当作优化问题来处理,但传统的优化方法无法得到较为精确的解。近年来,受到自然界现象的启发,国内外学者提出了许多生物智能算法如人工蜂群算法、蚁 群 算 法 、天牛须搜索算法 等。它们具有原理简 单、易收敛到最优解、参数设置简单等优点,因此在优化问题中有着广泛的应用。


灰 狼 优 化 算 法是一种群体智能搜索算法,借鉴了灰狼群体中的社会等级制度和捕食行为模式,具有较强的收敛性能和探索能力[4]。但是随着维度和复杂性的增加,GWO 算法 会出


现收敛速度慢、易陷入局部最优、寻优效果较差等问题,于是一些改进的算法被相继提出,一定程度上解决了上述问题。


 在无人机航迹规划问题中,建立无人机的规划空间环境和航迹评价指标是进行航迹规划的前提准备。


 不同的环境信息能够直接影响航迹规划的结果,也会影响执行任务的效果,因此对规划空间环境进行精准建模是十分重要的。考虑到数据存储和计算量的问题,本文采用栅格法来建立规划空间环境模型。


📚2 运行结果


02bdc36c19ee4ba49aa961fc8bc740af.png


部分代码:

% Calculating theta base on start and target points
theta = atand((target(2) - start(2))/(target(1) - start(1)));
% Parameter to control size of bounds
delta_d = 0;
% Number of wolfs
N = 50;
% Number of point generation for each wolf
d = 10;
% Constant for Cost_Function
mhio = 0.4;
% Optimization itteration
t_max = 100;
%% Initialization
% Transofrm point and threats to the new coordination
start_transform = Coordinate_Transfromation(start, start, theta);
target_transform = Coordinate_Transfromation(target, start, theta);
threats_tranform = threats;
for i = 1:size(threats, 1)
    threats_tranform(i, 1:3) = Coordinate_Transfromation(threats(i, 1:3), start, theta);
end
% Calculating bounds for initialization and producing N random intial points
[P_min, P_max] = UL_Bounds(threats_tranform, delta_d);
wolfs_positions = Initialization(N, d, target_transform, start_transform, P_min, P_max);
% calculating fittness of each wolf
fitness = Inf;
for i=1:N
    % wolfs_positions(:, :, i) is a set of d points' coordinates for the ith wolf
    fitness_wolf = Cost_Function(wolfs_positions(:, :, i),  threats_tranform, mhio, d);
    if fitness_wolf < fitness
        fitness = fitness_wolf;
        X_alpha = wolfs_positions(:, :, i);
        X_alpha_index = i;
    end
end
% Generating matrix for Xi(t). 
X_t = zeros(d, 3, N, t_max);
for i = 1:N
    for t = 1:t_max
        if t==1
            % We have Xi(1) for different all i. So we fill the X_t(:,:,i,1)
            % with the known positions.
            X_t(:,:,i,1) = wolfs_positions(:, :, i);
        else
            % Also since all the time for all wolfs, the x coordinate
            % should be the same, we fill it so !
            X_t(:,1,i,t) = wolfs_positions(:, 1, i);
            % Also the last row (d) for all X_t should be the target
            X_t(d,:,i,t) = target_transform;
        end
    end
end 


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


[1]许乐,赵文龙.基于新型灰狼优化算法的无人机航迹规划[J].电子测量技术,2022,45(05):55-61.DOI:10.19651/j.cnki.emt.2108509.


[2]芦方旭,米志超,李艾静,王海,田雨露.基于灰狼算法的无人机基站三维空间优化部署[J].兵器装备工程学报,2021,42(07):185-189.


🌈4 Matlab代码实现


相关文章
|
9天前
|
算法 数据挖掘 数据安全/隐私保护
基于FCM模糊聚类算法的图像分割matlab仿真
本项目展示了基于模糊C均值(FCM)算法的图像分割技术。算法运行效果良好,无水印。使用MATLAB 2022a开发,提供完整代码及中文注释,附带操作步骤视频。FCM算法通过隶属度矩阵和聚类中心矩阵实现图像分割,适用于灰度和彩色图像,广泛应用于医学影像、遥感图像等领域。
|
10天前
|
算法 调度
基于遗传模拟退火混合优化算法的车间作业最优调度matlab仿真,输出甘特图
车间作业调度问题(JSSP)通过遗传算法(GA)和模拟退火算法(SA)优化多个作业在并行工作中心上的加工顺序和时间,以最小化总完成时间和机器闲置时间。MATLAB2022a版本运行测试,展示了有效性和可行性。核心程序采用作业列表表示法,结合遗传操作和模拟退火过程,提高算法性能。
|
10天前
|
机器学习/深度学习 算法 芯片
基于GSP工具箱的NILM算法matlab仿真
基于GSP工具箱的NILM算法Matlab仿真,利用图信号处理技术解析家庭或建筑内各电器的独立功耗。GSPBox通过图的节点、边和权重矩阵表示电气系统,实现对未知数据的有效分类。系统使用MATLAB2022a版本,通过滤波或分解技术从全局能耗信号中提取子设备的功耗信息。
|
10天前
|
机器学习/深度学习 算法 5G
基于MIMO系统的SDR-AltMin混合预编码算法matlab性能仿真
基于MIMO系统的SDR-AltMin混合预编码算法通过结合半定松弛和交替最小化技术,优化大规模MIMO系统的预编码矩阵,提高信号质量。Matlab 2022a仿真结果显示,该算法能有效提升系统性能并降低计算复杂度。核心程序包括预编码和接收矩阵的设计,以及不同信噪比下的性能评估。
27 3
|
3月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
199 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
3月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
128 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
3月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
90 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
6月前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
6月前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)