动态混沌蚁群系统及其在机器人路径规划中的应用
2018-03-20游晓明
李 娟,游晓明,刘 升,陈 佳
(1.上海工程技术大学 电子电气工程学院,上海 201600; 2.上海工程技术大学 管理学院,上海 201600)(*通信作者电子邮箱yxm6301@163.com)
0 引言
移动机器人路径规划问题是机器人的研究热点之一。目前机器人路径规划主要解决3个问题:1)使机器人从起始点到达目标点;2)能绕过障碍物;3)在解决以上问题的前提下,机器人的运动轨迹要尽量优化[1]。从路径规划的环境感知角度的划分有:基于环境模型的规划方法、基于事例学习的规划方法和基于行为的规划方法;从目标范围划分有:全局路径规划和局部路径规划;从随着时间的变化规划环境是否变化的划分有:静态和动态路径规划。路径规划问题通常采用的算法包括:栅格法、可视图法、遗传算法(Genetic Algorithm, GA)等[2]。
群智能优化算法是人们通过观察自然环境中的群体,将其复杂的行为分解成一个个数学模型,其易于实现、鲁棒性强等特点,使得群智能优化算法成为一种热门的进化算法。这种算法包括蚁群优化(Ant Colony Optimization, ACO)算法、遗传算法、粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法等,其中蚁群算法是1991年由Dorigo等[3]提出的一种新型模拟进化算法,蚁群算法是受到真实蚂蚁行为特别是其觅食行为的启发,利用正反馈、自组织和分布式协作来寻找最优路径,它有强鲁棒性、并行分布式计算、全局搜索能力强、易与其他问题结合等优点,使得其成功运用到机器人路径规划、旅行商问题(Traveling Salesman Problem, TSP)、图像识别等领域[4]。
蚁群算法的主要特点是正反馈和分布式计算,但是对于大规模机器人路径规划的问题,解的质量不高。……
