基于改进蚁群算法的水面无人艇路径规划

作者：孙功武^*; 苏义鑫; 顾轶超; 谢基榕; 王俊轩

来源：控制与决策, 2021, 36(04): 847-856.

DOI：10.13195/j.kzyjc.2019.0839

• 水面无人艇
• 路径规划
• 蚁群算法
• 死锁
• 自适应启发函数
• 最优路径

针对水面无人艇路径规划问题,提出一种改进蚁群算法进行求解.该算法建立作用时效不同的局部禁忌表和全局禁忌表,实现对蚂蚁途经栅格的分类存储,在蚂蚁发生障碍死锁和自死锁时分别采取不同的死锁处理策略,从而降低无效蚂蚁产生的概率,提高解的多样性;引入当前蚂蚁所处栅格与终点栅格之间的欧式距离,设计自适应启发函数,以避免蚂蚁路径搜索的初期盲目性与后期单一性;适时采用历史最优路径替换本轮迭代中的最差路径,保证已搜索到的最优路径不会丢失.在不同规模、不同复杂度地图中的仿真结果表明,所提出改进算法能够大幅度提高搜索过程中有效蚂蚁的数量,其收敛速度与精度两方面性能均优于未改进算法.在规模较大、复杂度较高的地图中,更能体现应用改进算法的优越性.

• 单位
  自动化学院; 中国船舶科学研究中心; 武汉理工大学