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1、控制理論與應(yīng)用《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2011年第30卷第7期ControlTheoryandApplications基于改進(jìn)蟻群算法的機(jī)器人路徑規(guī)劃牛治永，李炎2，李曉嵐(1．海軍大連艦艇學(xué)院裝備自動(dòng)化系，遼寧大連116018；2．遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局，遼寧大連116001)摘要：本文t要結(jié)介蟻群算法對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。針對(duì)螞蟻在搜索路徑過(guò)程中落入障礙物陷阱造成算法停滯．的現(xiàn)象，提出了螞蟻系統(tǒng)回退策略。為了檢驗(yàn)改進(jìn)型算法的性能，基于MATLAB軟件設(shè)計(jì)了仿真程序。仿真結(jié)果表明：對(duì)基本蟻群算法的改進(jìn)，提高了算法的有效性和魯棒性，增強(qiáng)了蟻群算法在機(jī)
2、器人路徑規(guī)劃中的適應(yīng)能力。關(guān)鍵詞：機(jī)器人；路徑規(guī)劃；蟻群算法；回退策略●中圖分類‘：TP182文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10037241(2011)07000104PathPlanningofDetectingRobotBasedonlmprovedAntColonyAlgorithmNIUZhi-yong，LIYan。，LIXiao-lan(1．Dept．ofEquipmentAutomation，DalianNavalAcademy，Dalian116018China；2．LiaoningEntr)r—ExitInspectionandQuarantin
3、eBureauofChina，Dalian116001China)Abstract：Thepapermainlycombinedantcolonyalgorithmtocarryontheresearchofsystemtotherobotpathprogramming．Aimingatthephenomenonofantdeclinesintheprocessofsearchingpathintostumblingblocktrapandresultinginthecalculatewaybeheldup，thepaperproposesintoants
4、ystembackstrategy．Toexaminethecapabilityofimprovementstrategies，itdesignsasimulationbasedonMATLAB．TheresultshowsthattheimprovementstrategiestoACAraisesthevalidityandrobustnessofthealgorithm．AnditalsostrengthenstheorientationabilityofACArobotpathplanning．Keywords：detectingrobot；pat
5、hplanning；antcolonyalgorithm；returnbackstrategy1引言的問(wèn)題規(guī)模比較小?；鞠伻核惴ㄔ卺槍?duì)復(fù)雜地形搜路徑規(guī)劃技術(shù)是機(jī)器人研究領(lǐng)域中的重要分支，其索時(shí)，搜索的空間大、算法復(fù)雜并容易出現(xiàn)螞蟻陷入主要內(nèi)容是如何讓機(jī)器人根據(jù)給予的指令和環(huán)境信息“陷阱”的現(xiàn)象，進(jìn)而算法停滯，提前退出計(jì)算。自主地選擇無(wú)碰路徑，實(shí)現(xiàn)給定的任務(wù)或目標(biāo)。對(duì)于這基于對(duì)已有研究成果的分析并針對(duì)已有算法的不類問(wèn)題的求解，已經(jīng)有不少學(xué)者提出了解決的方法和策足，本文提出了一種改進(jìn)的機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。首先略【1．2I引，如勢(shì)場(chǎng)法、遺傳算法、蟻群算法等。勢(shì)
6、場(chǎng)法結(jié)用柵格法建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的環(huán)境模型，在此基礎(chǔ)上用改構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，得到了廣泛的應(yīng)用，但也有較大的缺進(jìn)的蟻群算法尋找最優(yōu)路徑。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，本陷：存在目標(biāo)不可到達(dá)以及在障礙面前振蕩等問(wèn)題。遺方法能夠有效避免尋優(yōu)過(guò)程中可能出現(xiàn)的算法停滯現(xiàn)傳算法在求解最短路徑時(shí)，由于編碼長(zhǎng)度變化范圍較象，特別適于復(fù)雜地形環(huán)境下的機(jī)器人路徑規(guī)劃。大，尤其在問(wèn)題規(guī)模較大、地形復(fù)雜時(shí)，產(chǎn)生的無(wú)效路徑較多，求解的效率比較差，所以這種算法能有效求解2環(huán)境描述機(jī)器人在路徑規(guī)劃前必須建立其所處的環(huán)境模型，這種對(duì)機(jī)器人活動(dòng)空間的有效描述稱為環(huán)境模型【引。在收稿日期：20l1—03—
7、24自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2011年第3O卷第7期控制理論與應(yīng)用ControlTheoryandApplications多種環(huán)境建模方法中，柵格法所表示的環(huán)境信息簡(jiǎn)單直法就是模擬蟻群這一覓食行為的優(yōu)化算法。觀，實(shí)現(xiàn)方便，應(yīng)用最為廣泛，因此本文采用柵格法建立了機(jī)對(duì)照實(shí)際螞蟻的覓食行為，設(shè)機(jī)器人出發(fā)點(diǎn)為器人路徑規(guī)劃的環(huán)境模型。gbin，即蟻穴位置，食物源為最終目標(biāo)點(diǎn)g，在地圖設(shè)機(jī)器人的工作空間為二維結(jié)構(gòu)空間，障礙物的大范圍內(nèi)尋找食物源時(shí)，螞蟻群體反復(fù)搜索，螞蟻利用殘小，位置均為已知，并且在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中障礙物留信息素的正反饋?zhàn)饔?，最終避開(kāi)所有障礙物找到一條的大
8、小和位置均不發(fā)生變化。若某一柵格內(nèi)包含障礙從出發(fā)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的最短路
