【Matlab仿真第一期】蚁群算法在机器人二维路径规划中的应用——栅格地图

移动机器人路径规划是机器人学的一个重要研究领域。它会要求机器人依据某个或某些优化原则(如最小能量消耗、最短行走距离、最短行走时间等),在其工作空间中找到一条从起始状态到目标状态的能避开障碍物的优化路径。

机器人路径规划问题可以建模为一个有约束的优化问题,都要完成路径规划、定位和避障任务。应用蚁群算法求解机器人路径优化问题的主要步骤包含以下:

(1)输入由0和1组成的矩阵表示机器人需要寻找最优路径的地图。其中0表示此处可以通过,1表示此处是障碍物;

(2)输入初始的信息素矩阵,选择初始点和终止点并且设置各种参数。在此次计算中,设置所有位置的初始信息素相等;

(3)选择从初始点下一步可以到达的节点,根据每个节点的信息素求出前往每个节点的概率,并利用轮盘算法选取下一部的初始点。

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(4)更新路径以及路径长度

(5)重复(3)(4)过程,直到蚂蚁达到终点或者无路可走

(6)重复(3)(4)(5),直到一代蚂蚁迭代结束。

(7)更新信息素矩阵,其中没有到达的蚂蚁不计算在内

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(8)重复(3)~(7),直到第n代蚂蚁迭代结束。

部分仿真图如下:

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