基于多策略改进麻雀搜索算法的无人艇路径规划

作     者：詹小飞 赵红 王宁 李汪洋 谢一哲 ZHAN Xiaofei;ZHAO Hong;WANG Ning;LI Wangyang;XIE Yizhe

作者机构：大连海事大学船舶电气工程学院辽宁大连116026 大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 

出 版 物：《大连海事大学学报》 (Journal of Dalian Maritime University)

年 卷 期：2024年第50卷第1期

页      面：1-10页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家高层次人才支持计划项目(SQ2022QB00329) 国家自然科学基金资助项目(U23A20680,52271306) 国防基础科研计划一般项目基础前沿寻宝项目(JCKY2022410C013) 中央引导地方科技发展专项资金项目(2023JH6/100100010) 辽宁省“兴辽英才计划”领军人才项目(XLYC2202005) 大连市科技创新基金重大基础研究项目(2023JJ11CG009) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(3132023501) 

主　　题：无人艇(USV) 全局路径规划 麻雀搜索算法(SSA) 转向角惩罚 局部搜索优化机制 

摘      要：为获得高性能无人艇(USV)的航行路径,提出一种基于多策略改进的麻雀搜索算法(MISSA)。首先,设计了带转向角惩罚项的适应度函数;其次,利用黄金正弦法与参数自螺旋设定对位置更新策略进行改进,同时,在位置更新过程中加强了麻雀个体间的信息交流,以平衡全局探索与局部搜索过程;再次,引入混沌圆映射以提高初始麻雀种群的质量和多样性;最后,设计了局部搜索优化机制以解决原始麻雀算法(SSA)容易陷入局部最优的问题,得到适应度更佳的全局路径。仿真结果表明,相较改进A∗、结合遗传的改进蚁群及原始SSA等三种优秀算法,本文MISSA算法在路径距离、转向角度与次数等关键性能指标上均表现最佳,为无人艇自主安全运行提供了一种有效途径。