多策略蚁群算法在机器人路径规划中的应用

作     者：刘双双 黄宜庆 LIU Shuangshuang;HUANG Yiqing

作者机构：安徽工程大学高端装备感知与智能控制教育部重点实验室安徽芜湖241000 安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室安徽芜湖241000 

出 版 物：《计算机工程与应用》 (Computer Engineering and Applications)

年 卷 期：2022年第58卷第6期

页      面：278-286页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2018A0110) 

主　　题：路径规划 蚁群算法 非均匀信息素 角度引导因子 障碍物影响因子 精英蚂蚁 

摘      要：在二维环境中,蚁群算法规划路径时易出现收敛慢,搜索得到的路径是次优路径等问题。针对这些问题,提出一种新式多策略改进的蚁群算法以提高路径寻优性能和搜索效率。根据当前栅格相对于起始点的位置采用非均匀信息素的分布方式,使得优势栅格的初始信息素浓度较高,避免蚂蚁盲目搜索;采用定向邻域扩展策略重新定义蚂蚁移动规则,进一步缩短路径并提高搜索效率;利用角度引导因子增加终点的指导作用,增加障碍物影响因子避免路径陷入死锁以及降低曲折路径的出现率;采用双层精英蚁策略加大最佳路径的信息素含量,防止算法陷入局部最优,提升算法收敛性。实验结果表明,经过改进后,算法的寻优性和收敛能力都得到了极大的提升。