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昆明理工大学学报(自然科学版)2025年第02期:改进蚁群混合算法的机器人路径规划研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:罗子灿;何广;郑湘明;黄宇轩;

单位:湖南工业大学经济与管理学院;湖南省包装经济研究基地;

摘要:为改进传统蚁群算法在机器人路径规划中存在拐点过多,路径冗余且易陷入局部最优的问题,提出一种蚁群混合算法.制定具有弱启发性的初始信息素分布函数,减少前期搜索盲目性;加入角度因子,同时基于人工势场算法局部优化的特点构建一个势场启发函数,减少拐点并帮助蚂蚁跳出局部最优;引入粒子群优化算法思想对优劣路径进行信息素奖惩,并增加包含路径拐点数量的局部信息交流项,通过动态调整惯性权重,使得在前期路径长度差异较大时,路径长度为信息素更新主要影响因素,在后期路径长度相差较小时,局部信息交流项成为主要影响因素,以此得到拐点更少的路径;最后对路径进行二次优化.在20×20、30×30的地图中与其他4种先进算法进行对比实验,实验结果表明,改进算法在不同复杂环境下均具有较强的路径规划能力,所规划的路径在拐点数量及路径平滑度上均优于其他4种算法,验证了改进算法的优越性.

关键词:机器人路径规划;;蚁群算法;;人工势场算法;;粒子群优化算法

基金资助:国家社会科学基金项目(21BGL025);; 湖南省教育厅科学研究项目(24C0276);; 湖南省包装经济研究基地项目(23JD035)