一种改进栅格蚁群算法的机器人路径规划-论文.pdf

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1、第32卷第2期湖北民族学院学报(自然科学版)Vol_32No．22014年6月JournalofHubeiUniversityforNationalities(NaturalScienceEdition)Jun．2014一种改进栅格蚁群算法的机器人路径规划梁玉清，李妍，何静涛(蚌埠学院计算机科学与技术系，安徽蚌埠233030)摘要：针对移动机器人规避障碍和寻找最优路径问题，提出了在复杂环境下移动机器人的一种路径规划方法，采用栅格蚁群算法规划出全局优化路径，通过信息素的存储方式的改进、距离启发信息调整和蚂蚁回退策略，

2、从而使机器人能够安全顺利的到达目标点，实验结果表明所述方法对环境复杂程度的适应能力很强，能在较短时间内找到最佳路径．关键词：路径规划；蚁群算法；回退策略；距离启发信息；栅格法；信息素存储中图分类号~TP242．6文献标志码：A文章编号：1008—8423(2014)02-0196—04RobotPathPlanningBasedonGridMethodandAntColonyAlgorithmLIANGYuqing，LIYan，HEJingtao(DepartmentofComputerScienceandTech

3、nology，BengbuCollege，Bengbu233030，China)Abstract：Apath—planningmethodforthemobilerobotsinthecomplexenvironmentisprovided，aimingattheproblemsofmobilerobotsavoidingobstaclesandsearchingfortheoptimalpath．Theglobaloptimi—zationpathisdesignedbymeansofthegridantcolo

4、nyalgorithm，thustherobotsareenabledtogettothetargetsmoothlyandsafelythroughthepheromonestoragetreatment，distanceelicitationinformationad—justmentandantsbackstrategy．Theresultsshowthatthemethodmentionedabovecanadapttothecom—plicatedenvironmentpowerfully，SOthebe

5、stpathcouldbefoundinashorttime．Keywords：pathplanning；antcolonyalgorithm；distanceelicitationinformation；backstrategy；gridmeth—od；pheromonestorage机器人路径规划是机器人在已知的环境中，自主寻找一条优化路径．多种算法都被应用于这一领域，实践中发现，单一的算法，往往存在着效率不高、搜索空间过大等缺点．而将几种算法结合在一起，利用各自的优点，可以使规划的路径相对最优．栅格法能确保稳

6、定地找到优化路径，但栅格密度的大小会影响到算法的效率．蚁群算法模拟了蚂蚁寻找食物的路径行为，常用于解决机器人的路径规划问题，但也存在着收敛慢及容易出现停滞等不足之处¨J．由于蚁群算法易于与其它算法结合，很多．者提出了一些改进的蚁群算法．如文献[5]提出多级路径优化的路径规划策略，加强蚁群算法搜索的正反馈、高效收敛的优势，避免算法过早或过晚结束而影响划分算法的整体性能，使得信息栅格节点调度能依据任务量和路径性能进行有效分配．但在复杂结构的真实信息栅格环境下的节点调度效率还不是很高，在路径陷阱和可行路径的平滑性上仍需进

7、一步解决．文献[6]在蚁群算法中融入了遗传算法的交叉、变异操作以加快算法收敛．改进后基于蚁群算法的路径搜索更简单，但如果遇到结构复杂、障碍物多的环境时，因为复杂度的提高，算法的性能会受到一定的影响．本文提出的改进算法是，在栅格法对环境建模的基础上，通过调整距离启发信息等改进蚁群算法，提高复杂环境下最优路径搜索效率，仿真实验结果表明这种复合的算法在复杂环境下得到的路径最短，程序运行效率高．1问题定义及建模如图1所示，机器人起始位置为S(x，Y)，目标位置为G(，Y)，以S点为坐标原点，SG为X轴，垂直收稿日期：201

8、4—05—09．基金项目：安徽省教育厅教育研究项目(2013jyxm247)；蚌埠学院教学研究项目(JYLZ1204)；蚌埠学院自然科学重点项目(2013ZR04zd)作者简介：梁玉清(1969-)，男，硕士，讲师，主要从事智能信息处理的研究．第2期梁玉清等：一种改进栅格蚁群算法的机器人路径规划197于SG的直线为】，轴，将线段SG划分为m等分，再将每一等分