基于蟻群算法的機器人路徑規(guī)劃及其在港口上的應用探討.pdf

1、由于我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，對外貿(mào)易越來越頻繁，給港口物流業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。這就需要港口提高效率，加快發(fā)展，這就對港口的自動化作業(yè)提出了很高的要求。港口機器人的研究正是基于此背景提出的。 因此，作為機器人智能的一個重要因素——路徑規(guī)劃就顯得尤為重要。路徑規(guī)劃是按照某一性能指標搜索一條從起始狀態(tài)到目標狀態(tài)的最優(yōu)或近似最優(yōu)的無碰路徑。 移動機器人的路徑規(guī)劃是一種比較典型的優(yōu)化問題，本身具有復雜性、約束性、非線性等

2、特點。而港口自身的狀況也很復雜，因此要想實現(xiàn)港口機器人的自主行進，就需要采用一種高效的路徑規(guī)劃算法。 蟻群算法是基于生物界群體啟發(fā)行為的一種隨機搜索尋優(yōu)方法，它的正反饋性和協(xié)同性使其可用于分布式系統(tǒng)，它在解決組合優(yōu)化問題上有著良好的適應性，隱含的并行性更使其具有極強的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼藢⑵鋺玫街悄軝C器人路徑規(guī)劃中將有很大的潛力。 本文首先對蟻群算法做了概述，總結了算法的特點和發(fā)展趨勢。專門編寫了蟻群算法的軟件來研究算法中各

3、參數(shù)的變化對算法性能的影響。通過大量的試驗，總結出eil-51TSP問題取得最優(yōu)解的最佳參數(shù)范圍。 然后對目前應用較好的蟻群算法——最大最小蟻群算法做了介紹，重點研究了算法的收斂性問題，應用極限的思想得到算法在有限次的迭代后，其收斂概率將達到1，解決了算法的收斂性問題。 在研究蟻群算法的基礎上，利用柵格法建立環(huán)境地圖，編寫了利用蟻群算法解決機器人路徑規(guī)劃的軟件。通過該軟件可以在環(huán)境地圖已知的情況下，快速規(guī)劃出一條最優(yōu)路徑