1.一种优化蚁群算法的移动机器人路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)采用格栅法建立环境模型,设置路径的起点、终点和障碍物信息;
(2)初始化蚁群算法的相关参数,对初始信息素进行非均匀分配,初始信息素分布公式:其中, 为初始信息素值, 为格栅节点 到格栅节点 之间的欧式距离, 为格栅节点 的坐标, 为格栅节点 的坐标, 为格栅节点 到终点格栅 之间的欧式距离, 为终点格栅 的坐标, 为起点格栅 到终点格栅 的欧式距离,为起点格栅 的坐标;
(3)初始化禁忌表,将 只蚂蚁放在起点位置上,并将起点格栅加入禁忌表中;
(4)根据启发式函数计算格栅转移概率,利用轮盘赌法确认下一移动格栅,并更新禁忌表;引入路程影响因素,得到新的启发式函数,如下所示:其中, 为启发式函数, 为路程影响因素启发函数,为环境可调参数, 、为校正系数, 为格栅边长, 和 表示节点 的相邻节点 到终点节点 的最大和最小距离, 为节点 到节点 的欧式距离, 为蚂蚁在节点 可选取的相邻节点集合;
(5)判断所有蚂蚁是否达到终点,若是,则记录蚂蚁行走路径,若否,则返回步骤(3),更新信息素;信息素更新公式为:其中, 为更新后的信息素浓度, 为第 只蚂蚁在节点 到节点 路径上的信息素增量, 为第 只蚂蚁在本次迭代中的路径长度, 为路径中的转弯次数,为信息素强度系数,为常数;
(6)判断是否完成预设的迭代次数,若是,则输出最优路径,若否,则返回步骤(3)。
2.根据权利要求1所述的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤(2)中相关参数包括蚂蚁数量 ,最大迭代次数 ,启发因子 ,期望因子 ,信息素挥发系数,信息素强度系数 。
3.根据权利要求2所述的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述信息素挥发系数取值范围:;
其中, 为信息素挥发系数最小值, 为最大迭代次数, 为当前迭代次数。
4.根据权利要求1所述的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤(4)中栅格转移概率计算公式为其中, 为在 时刻第 只蚂蚁从节点 到节点 的转移概率,为启发因子, 为期望因子, 为启发式函数, 为节点 到节点 路径上的信息素浓度, 为第 只蚂蚁在禁忌表外可移动的下一节点集合。
5.根据权利要求4所述的移动机器人路径规划方法,其特征在于,在更新信息素时,控制信息素浓度,利用最大最小蚂蚁算法方法,保证信息素浓度在 范围,具体为:其中, 为信息素浓度, 为信息素浓度最大值, 为信息素浓度最小值。
6.根据权利要求1所述的移动机器人路径规划方法,其特征在于,所述步骤(1)采用格栅法建立环境模型,将所有栅格按照从下到上、从左到右的顺序依次编号,格栅坐标与格栅编号转换公式为:其中, 是环境地图的维数,为格栅编号,为格栅边长, 为取余运算符, 为向上取整运算符。
7.一种移动机器人路径规划装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至
6中任一项所述的移动机器人路径规划方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的移动机器人路径规划方法的步骤。