針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下自動(dòng)導(dǎo)引小車路徑規(guī)劃存在收斂速度慢、極易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn),提出一種基于幾何規(guī)則的異類蟻群優(yōu)化（GR-HFACO）算法。首先,為加快算法收斂速度,利用幾何規(guī)則非均勻分配初始信息素,設(shè)置雙向并行搜索機(jī)制;其次,引入具有觀點(diǎn)采擇能力的螞蟻高效協(xié)同工作,改善路徑全局的隨機(jī)搜索特性;最后,為平衡算法的收斂性及全局性,在更新環(huán)節(jié)引入信息素負(fù)反饋環(huán)節(jié)以及交叉操作,并證明了GR-HFACO算法具有全局收斂性。仿真結(jié)果表明,該算法的收斂速度以及全局搜索性能顯著優(yōu)于目前流行的ACON、TWPSSACO、So SACO-v2、Sci-ACO和HHACO算法。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2019,36(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

AGV運(yùn)動(dòng)方向柵格地圖是表示環(huán)境的常用媒介，其中連續(xù)空間由類似于位圖圖像的離散單元集合表示［28］

柵格地圖是表示環(huán)境的常用媒介，其中連續(xù)空間由類似于位圖圖像的離散單元集合表示［28］�？紤]到柵格表示簡(jiǎn)單、編程易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，本文利用柵格法對(duì)AGV的工作空間進(jìn)行劃分。假設(shè)給定的小車在障礙物是靜態(tài)的二維環(huán)境中工作，AGV外接圓半徑為r，其工作環(huán)境用m×n的矩形表示，按AGV的尺寸可以劃分為(m/r)×(n/r)個(gè)大小相等的柵格塊，并且每個(gè)柵格塊都可以用直角坐標(biāo)與序號(hào)柵格一一作出標(biāo)志，障礙物占據(jù)半個(gè)或者多于一個(gè)柵格，都用黑色陰影表示出來，代表該區(qū)域有障礙物，其余自由區(qū)域用白色表示，如圖2所示。小車位于自由柵格的中心位置。為方便路徑規(guī)劃，作出以下約定:a)小車運(yùn)動(dòng)過程中設(shè)置成質(zhì)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境中的障礙物作適當(dāng)膨化處理，使小車方便移動(dòng)，如圖3所示。b)小車只能從一個(gè)柵格的中點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)柵格的中點(diǎn)。c)假設(shè)某一個(gè)小矩形被它相鄰的水平和豎直方向的三個(gè)障礙物矩形包圍，則將該矩形視為障礙物，避免無效路徑的選擇，如圖2(a)所示，27號(hào)柵格在水平和豎直方向周圍有三個(gè)障礙物柵格，則將該柵格默認(rèn)為障礙物柵格。圖2柵格地圖與實(shí)際地圖圖3膨脹后障礙物2GＲ-HFACO算法為提高算法效率，基于幾何規(guī)則的異類蟻群優(yōu)化算法(GＲ-HFACO)主要對(duì)路徑搜索階段和路徑更新階段進(jìn)行改進(jìn)。2．1路徑搜索2．1．1異類蟻群協(xié)同工作考慮到自然界中的每一類個(gè)體都能在不同層面發(fā)揮出自己的優(yōu)勢(shì)，為充分體現(xiàn)蟻群算法的并行協(xié)同機(jī)制，根據(jù)文獻(xiàn)［26］，基于蟻群的觀點(diǎn)采擇能力，模擬人類思維方式將蟻群分為創(chuàng)新型(Inn)、守舊型(Con)、擇優(yōu)型(Pre)三種類型個(gè)體［26］。通過集合多種類型的信息，提高算法的全局性。不同類型的個(gè)體遵循不同規(guī)則的搜索路徑。每類個(gè)體根據(jù)自己預(yù)定義

柵格地圖是表示環(huán)境的常用媒介，其中連續(xù)空間由類似于位圖圖像的離散單元集合表示［28］�？紤]到柵格表示簡(jiǎn)單、編程易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，本文利用柵格法對(duì)AGV的工作空間進(jìn)行劃分。假設(shè)給定的小車在障礙物是靜態(tài)的二維環(huán)境中工作，AGV外接圓半徑為r，其工作環(huán)境用m×n的矩形表示，按AGV的尺寸可以劃分為(m/r)×(n/r)個(gè)大小相等的柵格塊，并且每個(gè)柵格塊都可以用直角坐標(biāo)與序號(hào)柵格一一作出標(biāo)志，障礙物占據(jù)半個(gè)或者多于一個(gè)柵格，都用黑色陰影表示出來，代表該區(qū)域有障礙物，其余自由區(qū)域用白色表示，如圖2所示。小車位于自由柵格的中心位置。為方便路徑規(guī)劃，作出以下約定:a)小車運(yùn)動(dòng)過程中設(shè)置成質(zhì)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境中的障礙物作適當(dāng)膨化處理，使小車方便移動(dòng)，如圖3所示。b)小車只能從一個(gè)柵格的中點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)柵格的中點(diǎn)。c)假設(shè)某一個(gè)小矩形被它相鄰的水平和豎直方向的三個(gè)障礙物矩形包圍，則將該矩形視為障礙物，避免無效路徑的選擇，如圖2(a)所示，27號(hào)柵格在水平和豎直方向周圍有三個(gè)障礙物柵格，則將該柵格默認(rèn)為障礙物柵格。圖2柵格地圖與實(shí)際地圖圖3膨脹后障礙物2GＲ-HFACO算法為提高算法效率，基于幾何規(guī)則的異類蟻群優(yōu)化算法(GＲ-HFACO)主要對(duì)路徑搜索階段和路徑更新階段進(jìn)行改進(jìn)。2．1路徑搜索2．1．1異類蟻群協(xié)同工作考慮到自然界中的每一類個(gè)體都能在不同層面發(fā)揮出自己的優(yōu)勢(shì)，為充分體現(xiàn)蟻群算法的并行協(xié)同機(jī)制，根據(jù)文獻(xiàn)［26］，基于蟻群的觀點(diǎn)采擇能力，模擬人類思維方式將蟻群分為創(chuàng)新型(Inn)、守舊型(Con)、擇優(yōu)型(Pre)三種類型個(gè)體［26］。通過集合多種類型的信息，提高算法的全局性。不同類型的個(gè)體遵循不同規(guī)則的搜索路徑。每類個(gè)體根據(jù)自己預(yù)定義

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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