改进蚁群算法在迷宫路径寻优中的应用研究.pdf

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1、改进蚁群算法在迷宫路径寻优中的应用研究温如春。等改进蚁群算法在迷宫路径寻优中的应用研究ResearchontheApplicationoftheImprovedAntColonyAlgorithminLabyrinthPathOptimization湿向春孚铭卯饧国磊(江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000)摘要：针对机器人在障碍环境下寻找最优路径的问题，提出了一种动态环境下的机器人路径规划的仿生算法。该算法采用栅格法对场地建模，并模拟蚂蚁的觅食行为，由多只蚂蚁协作完成最优路径的搜索。搜索过程采用了

2、概率搜索策略和自适应调整信息素的方法，使得搜索策略更有效。仿真实验结果表明，在场地复杂的情况下，该算法可以有效地规划出最优路径。关键词：机器人传感器蚁群算法路径规划最优路径中图分类号：TP242文献标志码：AAbstract：Forsearchingtheoptimalpathofrobotunderenvironmentwithobstruction，thebionicalgorithmforpathplanningofrobotunderdy·namieenvironmentisproposed．Byu

3、singthe鲥dmethod。thealgorithmconstructsarenamodeling；andthefora西ngbehaviorofantissimula-ted．Theoptimalpathsearchingisaccomplishedbycollaborationofants．Insearchingprocess。theprobabilitysearchingstrategyandadaptiveadjustmentmethodaleusedforgettinghigheffectiv

4、eness．Theresultofsimulatedexperimentsindicatesthatundercomplicated剐≈na。thealgo-rithmCallplanoptimalpathwithhighefficiency．Keywords：RobotTransducerAntcolonyalgorithm(AC0】PathplanningOptimalpath0引言移动机器人路径规划是机器人学的一个重要的研究领域。根据移动机器人对环境信息掌握程度的不同，移动机器人的路径规划可以分为全局

5、路径规划(已经知道全部路径信息)和局部路径规划(要求机器人依靠自身传感器感知环境)两种方法。局部路径规划按照模型表达方式的不同，有以下几种比较典型的环境建模方法：自由空间法、构型空间法和栅格法等¨‘21。IEEE国际电工和电子工程学会电脑鼠走迷宫竞赛的目的是制作一个微型机器人”J，使机器人能在最短的时间内穿越迷宫到达终点。这是考察一个机电系统对一个未知环境的探索、分析以及决策能力的一种比赛。根据竞赛的环境特点和性能指标，本文从减少时空消耗的角度出发，引入改进蚁群算法求解迷宫路径规划问题。1机器人动态路径规划

6、迷宫地图的创建一般采用“局部地图创建一机器2009年度江西省教育厅科技基金资助项目(编号：GJJ09253)。修改稿牧到日期：2010—02—22。第一作者温如春。女。1972年生。1998年毕业于江西理工大学控制理论与控制工程专业，获硕士学位．副教授；主要从事嵌入式系统与智能控制的研究。人定位一全局地图创建”的方法完成。其具体做法是先由“电脑鼠”机器人在“试跑”过程中通过“眼睛”(外部传感器)获得当前的环境信息，经数据处理，创建局部地图，并通过“电脑鼠”机器人的内部传感器获得机器人的当前位置；然后通过局部

7、地图和当前全局地图信息的匹配实现机器人的定位pJ，同时更新局部地图；最后实现全局地图的更新和创建。地图创建过程如图1所示。l垂倒鳖落到图1地图创建过程Fig．1Constructiveprocessofthemap1．1迷宫环境描述迷宫是由大小为18cmX18cm的方格组成的，迷宫的规模为16行X16列。机器人的起点随机选择在迷宫的四角之一，终点在迷宫的中心。为了实现移动机器人的动态路径规划，本文使用栅格法对比赛场地进行数字化描述”1。依据迷宫的大小和计算机处理的复杂程度，将比赛场地编号为1—256号。起点

8、在l号或者16号、241号、256号，而终点在120号或者121号、136号、137号，迷宫的隔离栅随机出现在坐标横线和纵线上。迷宫环境建模如图2所示。8PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL31No．11November2010改进蚁群算法在迷宫路径寻优中的应用研究温如春。等龟毒Z42Z43／,44：4，Z4t：41248Z45250西l152ZS31劁Z5，世唐136137l如