基于蚁群算法机器人栅格地图最短路径规划附Matlab代码

简介: 基于蚁群算法机器人栅格地图最短路径规划附Matlab代码

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⛄ 内容介绍

基于蚁群算法的机器人栅格地图最短路径规划是一种启发式的算法,借鉴了蚂蚁在寻找食物过程中的行为和信息交流方式。下面是一种基本的蚁群算法机器人栅格地图最短路径规划的步骤:

  1. 初始化:
  • 创建一个与栅格地图相对应的图形网络,其中每个栅格单元表示一个节点。
  • 在每个节点上放置一定数量的蚂蚁,并随机分布在不同的起始位置。
  1. 蚂蚁路径选择:
  • 每只蚂蚁从当前位置开始,根据一定的概率选择下一个要移动的节点。
  • 蚂蚁通过信息素和启发函数来评估路径的好坏,信息素表示路径上的信息素浓度,启发函数表示节点间的距离或者启发性信息。
  • 蚂蚁在路径选择过程中同时考虑信息素和启发函数,以概率形式选择下一个节点。
  1. 更新信息素:
  • 每只蚂蚁按照其走过路径的距离更新路径上的信息素。
  • 信息素更新规则可以通过增加信息素浓度或者挥发部分信息素来实现。
  1. 全局最优路径更新:
  • 当所有蚂蚁完成路径选择后,通过比较不同蚂蚁的路径长度,找到最短路径。
  • 更新全局最优路径,如果找到了更短的路径。
  1. 重复以上步骤:
  • 重复执行步骤2至4,直到达到预定的迭代次数或者满足停止条件。

通过不断迭代和信息素的更新,蚁群算法可以寻找到栅格地图中的最短路径。由于蚂蚁在路径选择时会根据信息素和启发函数进行评估,这样的算法可以有效地搜索到全局最优解,并且具有一定的自适应性和鲁棒性。

⛄ 部分代码

%% 距离矩阵function [ Dis ] = Distance(N,D)Dis = zeros(N,N);[px,py] = size(D);for i=1:N    x1 = ceil(i/px);    y1 = mod(i,py);    if y1 == 0        y1 = py;    end    for j=1:N                x2 = ceil(j/px);        y2 = mod(j,py);        if y2 == 0            y2 = py;        end        Dis(i,j) = sqrt((x2-x1)^2 + (y1-y2)^2);    endendend

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 周东健,张兴国,马海波,等.基于栅格地图-蚁群算法的机器人最优路径规划[J].南通大学学报:自然科学版, 2013, 12(4):91-94.DOI:10.3969/j.issn.1009-0134.2014.03(上).01.

[2] 周东健,张兴国,马海波,等.基于栅格地图-蚁群算法的机器人最优路径规划[J].南通大学学报:自然科学版, 2013, 12(4):4.DOI:10.3969/j.issn.1673-2340.2013.04.021.

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