申请/专利权人：贵阳学院

申请日：2024-01-04

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117848370A

主分类号：G01C21/34

分类号：G01C21/34

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明公开了一种知识学习人工蜂群算法的机器人路径规划方法。本发明首先对移动机器人工作环境进行建模，特别对环境中的障碍物进行合理模型化处理；其次路径编码与优化模型的建立，并将移动机器人的路径规划问题转换成一个组合约束优化问题；再次针对算法进化过程中形成的经验知识，为不同的搜索阶段提出有效的学习机制，进而提出改进的人工蜂群算法；最后，利用改进的人工蜂群算法对路径规划问题进行优化求解，并利用过仿真实验来验证本发明专利提出方法的可行性与有效性。本发明充分挖掘并学习进化过程中的有效搜索经验，在不同的搜索环节提出相应的学习算子，引导算法朝最优路径所在的区域搜索，从而有效解决移动机器人的全局路径规划问题。

主权项：1.一种知识学习人工蜂群算法的机器人路径规划方法，其步骤包括：1对移动机器人的工作环境进行二维建模，得到坐标系XOY下描述的工作环境；将所述坐标系XOY中的坐标原点作为机器人全局规划路径的起点，并设定目标位置T；以起点和目标位置T的连线为新坐标系的横轴X`，建立旋转后的新坐标系X`O`Y`；根据将所述坐标系XOY与所述新坐标系X`O`Y`之间的转换关系，确定坐标系XOY中的位置坐标x，y在新坐标系X`O`Y`中对应的位置坐标x'，y'，θ为坐标系X`O`Y`相对坐标系XOY的旋转角度；将坐标系XOY中的线段OT在坐标系X`O`Y`中对应的线段O`T`等分为n+1个分段，过每个等分点作平行于Y`轴的平行线l1、l2、l3、…、ln，在每条平行线上随机选择一个路径点，生成机器人在所述新坐标系X`O`Y`中的一条候选路径Y'＝y′1,y′2，...,y′n，y′n为候选路径Y’中在第n条平行线上所选路径点的纵坐标；2设人工蜂群算法中的蜜源规模为SN，每个蜜源i对应一条候选路径Yi′＝y′i1,y′i2，...,y′in；y′in为候选路径Yi′中在第n条平行线上所选路径点的纵坐标，路径Yi′的长度为Li，i＝1,2,...,SN；将移动机器人路径规划问题转换成以式fYi′＝minLi+μPi表示的最小优化问题；其中，min·为取小值函数，μ为约束违反惩罚因子，Pi为路径Yi′与障碍物发生碰撞的惩罚函数；3采用人工蜂群算法对所述最小优化问题进行求解，得到移动机器人的移动路径；所述人工蜂群算法包括四个环节：初始化、雇佣蜂路径优化、观察蜂路径优化、侦察蜂路径优化，初始化环节之后通过多轮循环迭代得到移动机器人的移动路径，每一轮迭代包括依次执行的雇佣蜂路径优化、观察蜂路径优化、侦察蜂路径优化三个环节；其中，初始化环节，按照y′ij＝l′j+rand×u′j-l′j对路径Yi′＝y′i1,y′i2，...,y′in进行初始化；l′j和u′j分别为第j个关键路径节点取值下界与上界，rand为[0,1]内均匀分布的随机数，i＝1,2,...,SN，j＝1,2,3，...，n；雇佣蜂路径优化环节，通过计算uj＝y′ij+r1jzj-y′ij，得到中间候选路径U＝u1,u2，...,un；然后根据对路径Yi′进行更新，根据对种群最优规划路径B进行更新；j＝1,2,...n；r1j为[-1,1]内均匀分布的随机数；bj为种群最优规划路径B的第j个关键路径点；为种群中随机选择的路径的第j个关键路径点，满足k1≠i；观察蜂路径优化环节，按轮盘赌策略随机选择一雇佣蜂i所代表的规划路径Yi′，根据进行跟随搜索得到更新后的中间候选路径U＝u1,u2，...,un；然后根据对路径Yi′进行更新，根据对种群最优规划路径B进行更新；j＝1,2,...n；为[0,1]内均匀分布的随机变量，s为服从Lévy分布的随机数；侦察蜂路径优化环节，对于连续limit次没有得到进化的蜜源i，将其对应的雇佣蜂转换成侦察蜂；所述侦察蜂根据路径规划策略得到更新后的规划路径Yi′；然后根据对种群最优规划路径B进行更新；j＝1,2,...n；为[-1,1]内均匀分布的随机变量；为[0,1]内均匀分布的随机变量；maxy′:j为当前蜜源种群中第j维分量的最大值；miny′:j为当前蜜源种群中第j维分量的最小值。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 贵阳学院 一种知识学习人工蜂群算法的机器人路径规划方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD