基于改进粒子群算法的移动机器人全局路径规划
- 格式：pdf
- 大小：1.73 MB
- 文档页数：3
当前位置：文档之家 › 基于改进粒子群算法的移动机器人全局路径规划
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
未知 的 局部 路 径规 划 。
信 息 的 了解 情 况 ，移 动 机 器 人 的路 径 规 划 可分 为环 境 信 性 能 ， 般采 用 下 面的公 式 ： 一
（） ３
栅 格法 是 目前研 究最 广 泛 的 路径 规 划方 法 之一 。本 文 用栅 格 法 建 立环 境 模 型 ，将 改 进 的粒 子 群 优 化算 法 直 接 运用 到 栅格 模 型 中 ， 到移 动 机 器人 的全局 最 优路 径 。 得
２ 标 准粒 子 群算 法
其中， 为 当前迭代次数 ，一为总的迭代次数。当迭代完 ？ ｃ ＆ 成后 ， 最后输 出的 ｇｅｔ ｂ ｓ就是算法寻到的最优解。
分析 标 准 粒子 群 优化 算 法 搜 索 过程 ，它有 两 点 基 本
不 足 口： ］
采 用 “ 群
字 木交 流
理． ＾，研发 ，设 汁 ／嗣港
基于改进粒子群算法的移动机器人全局路径规划
徐 会 成 ， 单 建 华 （ 徽工 业大学 机械工程学 院 ， 徽 马鞍 山 ２ ３０ 安 安 ４ ０ ２）
Ｇｌ ｂ ｌＰａ ｈ Ｐｌ ｎｎ ｎ ｏ ｏ ｉｅ Ｒｏ ｔ Ｂａ ｅ ｎ Ｉ ｐ ｏ ｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ａ ｔ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ Ｍ ｂ ｌ ｂｏ ｓ ｄ ｏ ｍ ｒ ｖ ｄ Ｐａ ｔｃ ｅ Ｓｗａ ｍ ｔ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ Ｏｐ ｉ ｚ ｔｏ ＸＵ ｉ ｃ ｅ ｇ Ｓ Ｈｕ － ｈ ｎ ， ＨＡＮ ｉ ｎ ｕ Ｊ ａ —ｈ ａ
１ 引 言
维 分量 在 第 ｔ 迭 代 后 的最 优 位 置 ；Ｉ 为 加 速 因 子 ； 次 ｃ、 称 ｃ ｒ、 为 区 间 （ ， ） Ｉ： ｒ ０ １ 内变 化 的 随机 数 ； ｄ 的位 置 变 化 范 第 维 同 为 ［ …］速 度 变化 范 围为 ［ｒ， ］迭 代 中若 位 置 ‰ ， ｆｉ ～ ， ）ｎ ａ 和 速 度超 过 边 界 范 围则 取边 界值 ； 为惯 性 权 重 ， 般取 ｔ ｏ 一 值 为 ［ ，．］惯性 权 重线 性 递 减 能 显 著 改 善 算 法 的 收敛 ０１ ， ４
ｐ ａ ｔ ａ ｉｉ ｆｔ ｉ ｔ ｏ ｌ ｒ ｖ ｄ ｒ ｃ ｉ ｂ ｌｔ ｏ ｓｍｅ ｈ ｄ Ｗｅ’ ｐ ｏ ｅ ． ｃ ｙ ｈ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｐ ｔ ｌ ｎ ｉ ｇ ｐ ｒｉ ｌ ｗａ ｍ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｃ ａ ｓ ｉ ｉｉｈｚ ｔｏ ； ｙ ｗｏ ｄ ａｈ ｐ ａ ｎ ｎ ； ａ ｔ ｅｓ ｒ ｏ ｔ ｃ ｍｉａ ｉ ； ｈ ｏ ｎ ｔ ｏ ａ ａ ｉ ｎ ｍｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｏ ｓ ｔ ｔ ｎ ｒ ｓ ｏ
【 ｌｅ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ， ｈ ｉＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｍａ ｎ ｈ ｎ ２ ３ ０２ Ｃｈｉａ） Ｃｏｌｇ ｆＭ ｃ ａ ｉａ ｇ ｎ ｅｉ ｇ Ａｎ ｕ ｉｅｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｓａ ４ ０ ， ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｉ ｒｉ ｌ ，ｃ ａ ｓ ｊ ｉ ａ ｉａ ｉ ｎ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｓ ａ ｔｃ ｅ ｈ ｏ ｎ ｔ ｌ ｔ ，ｍｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｏ ｓ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｗｅ ｅ ａ ｄ ｄ ｔ ｈ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｒｉ ｌ ｗ ｒ ｉ ｚ ｏ ｔ ｔ ｎ ｒ ｓ ｐ ｒ ｔ ｒ ｄ ｅ ｏ ｔ ｅ ｓ ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｍ ｏ ｏ ｃ ｏ ｔｍｉ ａ ｉ ｎ Ｗ ｈ ｌ ｉ ｔ ｉ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｆ ｓ ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｏ ｈ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｒｉ ｌ ｗａ ｍ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｐ ｉ ｚ ｔ ． ｉ ｍａ ｎ ａ ｎ ｎ ｈ ｉ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ａ ｔ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｓａ ｄ ｒ ａ ｔｃｅ ｓ ｒ ｏ ｔ ｏ ｅ ｍｉａ ｉ ， ｏ ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｇ ｒｔ ｍｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ｇ ｏ ｐ ｎ ａ ｇ ｈ ｅ ｒ ｈ ｓ ａ ｅ ｖ ｉ ｈ ｒ ｍａ ｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｈ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｄ ｖ ｒ ｉ ｏ ｒ ｕ ，ｅ ｌ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ａ ｃ ｐ ｃ ，ａ ｏ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｙ
体 ” “ 化 ” 概 念 ， 一 个 粒 子 都 是 一 个 解 ， 子 的 好 与 进 的 每 粒
（ ） 始化 过 程 是 随机 的 ， 然 大 多 数可 以保 证 初始 １初 虽 解 分 布均 匀 ，但 是 不 能保 证 解 的 质量 ，如果 初 始 解 比较
移 动机 器 人 路 径 规划 问 题 是 机器 人 研 究领 域 中的 一
个重 要 课题 。路 径 规划 是 指按 照 某一 性 能 指标 ｆ 径 最 如路 短 、 用 时 间 最 短或 消耗 能 量 最 少 等） 索 一 条 从 起 始 点 使 搜 到 目标 点 的无 碰撞 最 优或 近 似 最 优 的路 径 。根 据对 环 境 息 完 全 已 知 的全 局路 径 规 划 和环 境 信 息 部 分 未 知或 完 全
ｐ ｏ ｌ ｍ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ ｙ ｎ ｏ ｔ ｉ ｔ ｅ ｐ ｉ ｌ ａ ｈ ｒ ｍ ｓａ ｔｎ ｐ ｉ ｔ ｏ ａ ｇ ｔ ｏ ｎ ． Ｔ ｕ ， ｔ ｅ ｆｅ ｔ ｅ ｅ ｓ ｎ ｒｂ ｅ ｆｅ ｔ ｌ ａ ｄ ｂ ａ ｎ ｈ ｏ ｔ ｖ ｍａ ｐ ｔ ｆｏ ｔ ｒｉ ｇ ｏ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｐ ｉ ｔ ｈ ｓ ｈ ｅ ｆ ｃ ｉ ｎ ｓ ａ ｄ ｖ
信 息 的 了解 情 况 ，移 动 机 器 人 的路 径 规 划 可分 为环 境 信 性 能 ， 般采 用 下 面的公 式 ： 一
（） ３
栅 格法 是 目前研 究最 广 泛 的 路径 规 划方 法 之一 。本 文 用栅 格 法 建 立环 境 模 型 ，将 改 进 的粒 子 群 优 化算 法 直 接 运用 到 栅格 模 型 中 ， 到移 动 机 器人 的全局 最 优路 径 。 得
２ 标 准粒 子 群算 法
其中， 为 当前迭代次数 ，一为总的迭代次数。当迭代完 ？ ｃ ＆ 成后 ， 最后输 出的 ｇｅｔ ｂ ｓ就是算法寻到的最优解。
分析 标 准 粒子 群 优化 算 法 搜 索 过程 ，它有 两 点 基 本
不 足 口： ］
采 用 “ 群
字 木交 流
理． ＾，研发 ，设 汁 ／嗣港
基于改进粒子群算法的移动机器人全局路径规划
徐 会 成 ， 单 建 华 （ 徽工 业大学 机械工程学 院 ， 徽 马鞍 山 ２ ３０ 安 安 ４ ０ ２）
Ｇｌ ｂ ｌＰａ ｈ Ｐｌ ｎｎ ｎ ｏ ｏ ｉｅ Ｒｏ ｔ Ｂａ ｅ ｎ Ｉ ｐ ｏ ｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ａ ｔ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ Ｍ ｂ ｌ ｂｏ ｓ ｄ ｏ ｍ ｒ ｖ ｄ Ｐａ ｔｃ ｅ Ｓｗａ ｍ ｔ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ Ｏｐ ｉ ｚ ｔｏ ＸＵ ｉ ｃ ｅ ｇ Ｓ Ｈｕ － ｈ ｎ ， ＨＡＮ ｉ ｎ ｕ Ｊ ａ —ｈ ａ
１ 引 言
维 分量 在 第 ｔ 迭 代 后 的最 优 位 置 ；Ｉ 为 加 速 因 子 ； 次 ｃ、 称 ｃ ｒ、 为 区 间 （ ， ） Ｉ： ｒ ０ １ 内变 化 的 随机 数 ； ｄ 的位 置 变 化 范 第 维 同 为 ［ …］速 度 变化 范 围为 ［ｒ， ］迭 代 中若 位 置 ‰ ， ｆｉ ～ ， ）ｎ ａ 和 速 度超 过 边 界 范 围则 取边 界值 ； 为惯 性 权 重 ， 般取 ｔ ｏ 一 值 为 ［ ，．］惯性 权 重线 性 递 减 能 显 著 改 善 算 法 的 收敛 ０１ ， ４
ｐ ａ ｔ ａ ｉｉ ｆｔ ｉ ｔ ｏ ｌ ｒ ｖ ｄ ｒ ｃ ｉ ｂ ｌｔ ｏ ｓｍｅ ｈ ｄ Ｗｅ’ ｐ ｏ ｅ ． ｃ ｙ ｈ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｐ ｔ ｌ ｎ ｉ ｇ ｐ ｒｉ ｌ ｗａ ｍ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｃ ａ ｓ ｉ ｉｉｈｚ ｔｏ ； ｙ ｗｏ ｄ ａｈ ｐ ａ ｎ ｎ ； ａ ｔ ｅｓ ｒ ｏ ｔ ｃ ｍｉａ ｉ ； ｈ ｏ ｎ ｔ ｏ ａ ａ ｉ ｎ ｍｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｏ ｓ ｔ ｔ ｎ ｒ ｓ ｏ
【 ｌｅ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ， ｈ ｉＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｍａ ｎ ｈ ｎ ２ ３ ０２ Ｃｈｉａ） Ｃｏｌｇ ｆＭ ｃ ａ ｉａ ｇ ｎ ｅｉ ｇ Ａｎ ｕ ｉｅｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｓａ ４ ０ ， ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ｉ ｒｉ ｌ ，ｃ ａ ｓ ｊ ｉ ａ ｉａ ｉ ｎ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｓ ａ ｔｃ ｅ ｈ ｏ ｎ ｔ ｌ ｔ ，ｍｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｏ ｓ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｗｅ ｅ ａ ｄ ｄ ｔ ｈ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｒｉ ｌ ｗ ｒ ｉ ｚ ｏ ｔ ｔ ｎ ｒ ｓ ｐ ｒ ｔ ｒ ｄ ｅ ｏ ｔ ｅ ｓ ａ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｍ ｏ ｏ ｃ ｏ ｔｍｉ ａ ｉ ｎ Ｗ ｈ ｌ ｉ ｔ ｉ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｆ ｓ ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｏ ｈ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｒｉ ｌ ｗａ ｍ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｐ ｉ ｚ ｔ ． ｉ ｍａ ｎ ａ ｎ ｎ ｈ ｉ ｌ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ａ ｔ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｓａ ｄ ｒ ａ ｔｃｅ ｓ ｒ ｏ ｔ ｏ ｅ ｍｉａ ｉ ， ｏ ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ａ ｇ ｒｔ ｍｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ｇ ｏ ｐ ｎ ａ ｇ ｈ ｅ ｒ ｈ ｓ ａ ｅ ｖ ｉ ｈ ｒ ｍａ ｕ ｅ ｃ ｎ ｅ ｇ ｎ ｅ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｈ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｄ ｖ ｒ ｉ ｏ ｒ ｕ ，ｅ ｌ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ａ ｃ ｐ ｃ ，ａ ｏ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｖ ｒ ｅ ｃ ｙ
体 ” “ 化 ” 概 念 ， 一 个 粒 子 都 是 一 个 解 ， 子 的 好 与 进 的 每 粒
（ ） 始化 过 程 是 随机 的 ， 然 大 多 数可 以保 证 初始 １初 虽 解 分 布均 匀 ，但 是 不 能保 证 解 的 质量 ，如果 初 始 解 比较
移 动机 器 人 路 径 规划 问 题 是 机器 人 研 究领 域 中的 一
个重 要 课题 。路 径 规划 是 指按 照 某一 性 能 指标 ｆ 径 最 如路 短 、 用 时 间 最 短或 消耗 能 量 最 少 等） 索 一 条 从 起 始 点 使 搜 到 目标 点 的无 碰撞 最 优或 近 似 最 优 的路 径 。根 据对 环 境 息 完 全 已 知 的全 局路 径 规 划 和环 境 信 息 部 分 未 知或 完 全
ｐ ｏ ｌ ｍ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ ｙ ｎ ｏ ｔ ｉ ｔ ｅ ｐ ｉ ｌ ａ ｈ ｒ ｍ ｓａ ｔｎ ｐ ｉ ｔ ｏ ａ ｇ ｔ ｏ ｎ ． Ｔ ｕ ， ｔ ｅ ｆｅ ｔ ｅ ｅ ｓ ｎ ｒｂ ｅ ｆｅ ｔ ｌ ａ ｄ ｂ ａ ｎ ｈ ｏ ｔ ｖ ｍａ ｐ ｔ ｆｏ ｔ ｒｉ ｇ ｏ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｐ ｉ ｔ ｈ ｓ ｈ ｅ ｆ ｃ ｉ ｎ ｓ ａ ｄ ｖ