基于改进遗传算法的移动机器人路径规划方法研究

路径规划是机器人技术研究领域中的核心问题。本文针对机器人路径规划问题,提出了基于遗传算法的解决方案。在遗传算子的设计中,通过加入自适应调整方法使得算法更加完善,解决进化过程中因陷入局部极小值而不能到达目标点的问题。最后,在模拟环境下进行路径规划仿真,验证了算法的有效性。     

基于统计分析的自适应蚁群算法及应用

路径规划是机器人关键技术之一。利用改进的蚁群算法进行机器人的路径规划。针对传统蚁群算法收敛速度慢且易陷入局部最优解的缺陷,在Ant Colony System算法基础上,对每代蚁群动态随机统计分析,提取最优、平均和最差的蚂蚁信息,构成自适应算子用于局部信息素的自适应更新。仿真实验结果证明该自适应算子在平衡增加收敛速度和陷入局部最优解矛盾的问题中是有效的。     

基于混沌遗传算法的机器人路径规划方法研究

针对机器人路径规划中,应用遗传算法时容易陷入局部最优解以及收敛速度较慢等问题,设计出一种基于混沌遗传算法的路径规划方法。在基本遗传算法的基础上采用自适应调整的选择概率,并引入混沌操作,从而增强移动机器人路径规划算法的鲁棒性,解决一般遗传算法的早熟和收敛速度慢问题。经MATLAB仿真,证明该方法具有良好的避障性能。     

进化蚁群优化理论实现障碍距离分析

借鉴了机器人路径规划问题的解决思路,将遗传算法中交叉算子引入到蚁群优化算法的路径寻优过程,提出了一种基于进化蚁群优化算法的障碍距离分析算法。实验结果表明,该方法不仅能处理复杂形状的障碍,与基于遗传算法的障碍距离计算方法相比,具有较好的路径寻优能力,并且能够很好地降低搜索陷入局部最优的可能性。     

基于改进遗传算法的机器人路径规划与仿真

针对标准遗传算法解决机器人处于障碍环境下寻找最优路径局部寻优精度较差、规划效率低的问题,提出一种改进遗传算法的机器人路径规划方法。该算法采用一维编码表示路径,构造了路径最优化的目标函数和适应度函数,利用多个种群拓宽搜索空间,提高了规划效率,采用保优选择策略,避免陷入局部最优。仿真结果表明,改进遗传算法比标准遗传算法路径规划质量高,能够获得平滑的低代价路径,稳定性好,是机器人路径规划的一种较好的方法,且具有一定的推广意义。     

基于蚁群优化算法的障碍距离分析

传统的距离计算往往因不考虑实际情况中障碍物的问题而不实用,借鉴了机器人路径规划问题的解决思路,将遗传算法中交叉算子引入到蚁群优化算法的路径寻优过程中,提出一种进化蚁群优化算法的障碍距离算法,能够很好的降低搜索陷入局部最优的可能性.实验结果表明,该方法不仅能处理任何复杂形状的障碍,与基于遗传算法的障碍距离计算方法相比,具有较好的路径寻优能力.     

多机器人协作搬运路径规划研究

针对多机器人协作系统,提出了一种新的混合定点转动和遗传算法的方法,解决其协作路径规划问题。该方法利用遗传算法并行计算、不易陷入局部最优的优点,具备概率上寻找全局最优解的能力,同时结合了定点转动法易实现、有效减少单机器人路径浪费的优点。仿真实验结果表明,该规划方法运算速度较快,在得到有效规划路径的同时,也易于实现对单机器人的控制。     

利用自适应选择算子结合遗传算法的机器人路径规划方法

在二维复杂环境中,为了避免机器人运动规划中可能出现的局部陷阱和过早收敛问题,提出一种改进的元启发式算法——自适应遗传算法。首先,利用随机Dijkstra算法创建初始种群;然后,在遗传算法的每一代中,改进所创建的路径,并用自适应算子替代常规选择算子;最后,通过搜索过程中的反馈信息,可以令自适应选择算子在整个算法运行中恰当地控制选择压力。为了验证所提方法的有效性,在MATLAB中进行了仿真实验,并将所提方法与另外两种典型方法进行了对比。实验结果表明,提出的方法可以有效避免路径规划中的局部收敛问题,且在复杂环境中也可以产生可行路径。     

基于梯度统计变异量子遗传算法的车辆路径规划

针对传统路径规划算法收敛速度慢、稳定性差、易陷入局部极值的问题, 提出一种基于梯度统计变异量子遗传算法的车辆路径规划方法. 首先在依据染色体适应度值动态调整旋转角步长的基础上, 引入梯度下降思想对量子旋转门调整策略进行改进; 根据染色体变化趋势的统计特性, 设计基于梯度统计的变异算子实现变异操作, 提出基于量子位概率密度的自适应变异策略; 以路径最短为指标建立车辆路径规划模型, 通过仿真实验验证改进算法在车辆路径规划中的有效性, 与其他优化算法相比, 本文改进算法所规划路径长度更短, 搜索稳定性更好, 能有效控制算法陷入局部最优.     

游戏引擎最短路径搜索优化遗传算法设计

为满足游戏地图中最短路径搜索求解, 提出了一种优化的自适应遗传算法。该算法采用与游戏地图中节点数和弧段数相关联的节点复杂度算子, 结合种群的整体情况和进化潜力来设定自适应遗传算法的交叉率和变异率。实验表明, 该算法避免了搜索结果陷入局部最优解, 确保最短路径的搜索成功率及提高搜索速度, 在游戏引擎设计中具有一定的实用价值。     

一种基于改进人工蜂群算法的机器人实时路径规划方法

在移动机器人控制领域,路径规划是最重要并具有挑战性的问题之一。本文首先采用栅格法对环境进行建模,然后提出一种改进的人工蜂群算法用于机器人的路径规划。在该算法中,为了提高人工蜂群算法的收敛速度,提出自适应的搜索方式,并采用精英保留选择策略以避免机器人路径规划陷入局部最优。仿真实验结果表明,所提算法在机器人路径规划上的可行性与有效性。     

基于遗传算法的六自由度机器人焊接路径规划

对六自由度焊接机器人的轨迹焊接问题,提出了基于遗传算法的路径规划方法。通过D-H法,建立六自由度焊接机器人的运动方程,以系统总的能量损耗为适应度函数,利用遗传算法,给出优化路径。并以实际中的某型号六自由度焊接机器人为例,通过仿真实验证明了该方法的正确性与可行性。     

基于正反馈自适应遗传算法的机器人路径滚动规划*

针对传统遗传算法求解机器人路径规划问题存在的收敛速度较慢的缺陷,将蚂蚁算法、模拟退火算法、滚动规划和遗传算法相结合,提出了一种新颖的基于正反馈自适应遗传算法的滚动规划。仿真实验表明,即使在复杂的未知环境下,利用本算法也可以规划出一条全局优化路径,且能安全避碰。     

面向机器人全局路径规划的改进蚁群算法研究

针对基本蚁群算法在机器人路径规划过程中路径转弯角度过大、易陷入局部极小值、收敛速度慢等问题,对其进行改进。在分析机器人路径规划环境建模方法基础上,将转角启发函数引入至节点选择概率公式,以增强路径选择指向性,提高算法搜索速度;通过引入当前节点与下一节点之间的距离和下一节点与目标节点距离之和的二次方对启发函数进行改进,使得算法搜索过程更有针对性,并降低陷入局部极小值概率;提出信息素挥发因子自适应更新策略,扩大算法搜索范围,提高收敛速度;利用遗传算法的交叉操作对移动路径进行二次优化,以增强算法的寻优能力,进而以Floyd算法为基础引入路径平滑操作,减少移动路径节点。在MATLAB中与其他算法通过求解多个单模测试函数与多模测试函数进行对比,并在栅格法环境建模中进行机器人全局路径规划仿真对比实验,以验证改进算法在路径寻优速度和质量上更具优越性。仿真结果表明,改进后的蚁群算法具有一定的可行性和有效性。     

基于免疫进化的移动机器人路径规划

针对现有基于进化算法在路径规划中的易陷入局部最优和缺乏指导性的缺点,该文探讨了一种基于免疫进化的路径规划方法;该方法针对机器人路径规划的实际应用,优化了变异算子,引入了免疫机制,使得较优个体能较早地生成,保证了算法的收敛速度,同时在算法过程中保持了种群的多样性,防止了早熟收敛,提高了全局搜索能力;仿真结果表明,该方法对复杂地图有良好的适应能力,能有效地保证路径的规划效率并改善路径规划的质量。     

能力风暴机器人的全局路径规划

基于Messy遗传算法(Messy GA),设计了移动机器人的通用路径规划算法,其中的优化目标包括最短路径、一定的平滑度和最优安全距离.在算法中加入了优化算子及交叉率和变异率的自适应调整,加快了收敛速度.仿真结果验证了所提方法的有效性.根据能力风暴机器人(AS-R)的实际运行要求,修改算法以扩大路径与障碍物之间的间隔度,并提出采用平滑的方法来优化路径.以AS-R为平台进行了轨迹跟踪实验.实验结果表明算法在随机摆放障碍物和实验室环境下可以实现路径规划,并能够最终实现AS-R机器人的全局路径规划.     

基于自适应混沌遗传算法的路径规划

如何保证在未知复杂环境下规划出的机器人路径全局最优或较优一直是这一领域的一个研究难题,将混沌理论和遗传算法相结合,提出了一种新颖的基于自适应混沌遗传算法的机器人路径规划算法。利用信息熵产生初始群体,增加初始群体的多样性,将混沌优化的遍历特性引入遗传算法,以防止和克服进化过程中的“早熟”现象。仿真实验表明,即使在复杂的未知环境下,利用该算法也可以规划出一条全局优化路径,且能安全避碰。