吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (4): 1062-1068.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201404025

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基于改进蚁群算法的搜索机器人路径规划

康冰, 王曦辉, 刘富   

  1. 吉林大学 通信工程学院, 长春 130022
  • 收稿日期:2013-03-21 出版日期:2014-07-01 发布日期:2014-07-01
  • 通讯作者: 刘富(1968-), 男, 教授, 博士生导师.研究方向:计算机视觉及模式识别.E-mail:liufu@jlu.edu.cn
  • 作者简介:康冰(1978-)男, 博士研究生.研究方向:计算机视觉及模式识别.E-mail:kangbing@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51105170); 吉林省科技厅青年基金项目(20130522163JH); 吉林省教育厅科研项目(吉教科合字\[2012\]第411号)

Path planning of searching robot based on improved ant colony algorithm

KANG Bing, WANG Xi-hui, LIU Fu   

  1. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2013-03-21 Online:2014-07-01 Published:2014-07-01

摘要: 针对搜索机器人路径规划问题, 提出了一种改进的蚁群算法。算法构建一个栅格环境模型, 并设置禁忌策略将部分栅格归为禁忌栅格以避免路径死锁;采用折返蚂蚁, 且正向与反向蚂蚁分别采用不同搜索策略, 来提高算法的收敛速度;构造路径综合评定目标函数, 提高搜索最优路径的能力。实验表明:即使在复杂的环境中, 本文算法也能快速地规划出最优路径。

关键词: 自动控制技术, 搜索机器人, 蚁群优化算法, 路径规划, 栅格法

Abstract: An improved ant colony algorithm for path planning of searching robot is proposed. In this algorithm, a grid environment model is established and a taboo strategy is adopted to avoid path deadlock. Meanwhile, the retracing ants, which adopt different searching strategies between the forward and backward directions, are used to increase the convergent speed of the algorithm. Moreover, an objective function of path evaluation is constructed to improve the ability of path searching. Extensive experiments demonstrate that the proposed algorithm can plan the optimal path even in a complicated environment.

Key words: automatic control technology, searching robot, ant colony optimization algorithm, path planning, grid method

中图分类号: 

  • TP931
[1] Souligna M. Feasible and optimal path planning in strong current field[J]. IEEE Transactions on Robotics, 2011, 27(1):89-98.
[2] 董晓坡, 王旭本. 救援机器人的发展及其在灾害救援中的应用[J]. 防灾减灾工程学报, 2007, 27(1): 112-116.
[3] 陈谋, 肖键, 姜长生. 基于改进蚁群算法的无人机三维航路规划[J].吉林大学学报:工学版, 2008, 38(4):991-995. Chen Mou, Xiao Jian, Jiang Chang-sheng. Three dimensional path planning of UAV with improved ant algorithm[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2008, 38(4):991-995.
[4] 朱磊, 樊继壮, 赵杰, 等. 基于栅格法的矿难搜索机器人全局路径规划与局部避障[J]. 中南大学学报:自然科学版, 2011, 42(11):3421-3428. Zhu Lei, Fan Ji-zhuang, Zhao Jie, et al. Global path planning and local obstacle avoidance of searching robot in mine disasters based on grid method[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2011, 42(11):3421-3428.
[5] Dorigo M, Maniezzo V, Colorni A. Ant system :optimization by a colony of cooperating agents[J]. IEEE Transactions on System, Man and Cybernet-Ics:Part B, 1996, 26(1): 29-41.
[6] Gambardella M, Dorigo M.Solving symmetricand asymmetric TSPs by ant colonies[C]∥Proc of the IEEE Conf on Evol Compu, 1996:622-627.
[7] 刘徐迅, 曹阳, 陈晓伟. 基于移动机器人路径规划的鼠群算法[J]. 控制与决策, 2008, 23(9):1060-1064. Liu Xu-xun, Cao Yang, Chen Xiao-wei. Mouse colony optimization algorithm for mobile robot path planning[J]. Control and Decision, 2008, 23(9): 1060-1064.
[8] 张煜东, 吴乐南, 韦耿, 等. 基于自适应蚁群算法的软硬件划分[J]. 控制与决策, 2009, 24(9):1385-1389. Zhang Yu-dong, Wu Le-nan, Wei Geng, et al. Hardware/software partition using adaptive ant colony algorithm[J]. Control and Decision, 2009, 24(9):1385-1389.
[9] 王沛栋, 冯祖洪, 黄新. 一种改进的机器人路径规划蚁群算法[J]. 机器人, 2008, 30(6):554-560. Wang Pei-dong, Feng Zu-hong, Huang Xin. An imprived ant algorithm for mobile robot path planning[J]. Robot, 2008, 30(6):554-560.
[1] 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819.
[2] 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826.
[3] 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843.
[4] 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555.
[5] 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562.
[6] 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190.
[7] 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198.
[8] 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852.
[9] 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858.
[10] 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525.
[11] 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244.
[12] 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875.
[13] 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885.
[14] 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567.
[15] 许金凯, 王煜天, 张世忠. 驱动冗余重型并联机构的动力学性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1138-1143.
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