人工蜂群算法的改進(jìn)及其在機(jī)器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-15 07:45
近年來(lái),隨著網(wǎng)購(gòu)行業(yè)的迅猛發(fā)展以及智慧物流的應(yīng)用,移動(dòng)機(jī)器人行業(yè)隨之發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2018年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)移動(dòng)機(jī)器人的企業(yè)超過(guò)120萬(wàn)家。機(jī)器人在各個(gè)鄰域的廣泛應(yīng)用,機(jī)器人的路徑規(guī)劃問(wèn)題也成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。在如今的互聯(lián)網(wǎng)大環(huán)境下,機(jī)器智能、群體智能等相互輔助,形成了多方融合的群智空間。目前,基于群體智能的機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題仍然存在著受環(huán)境模型及準(zhǔn)確度影響較大、規(guī)避障礙物等難題。人工蜂群算法是近些年群體智能領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的模仿蜜蜂采蜜行為的一種優(yōu)化算法,一是操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn),二是控制參數(shù)少,三是有良好的搜索特性,人工蜂群算法在實(shí)際應(yīng)用中展示了其高效性和實(shí)用性。本文首先研究了人工蜂群算法在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了人工蜂群算法的思想和原理,總結(jié)了不足及可能發(fā)展的方向;其次,結(jié)合聚類(lèi)算法思想及在鄰域搜索時(shí)的動(dòng)態(tài)步長(zhǎng),本文提出了基于K-MEANS算法和鄰域動(dòng)態(tài)搜索的改進(jìn)人工蜂群算法(KD-ABC),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了 KD-ABC算法的有效性;最后將改進(jìn)的人工蜂群算法KD-ABC應(yīng)用到機(jī)器人路徑規(guī)劃研究中,通過(guò)對(duì)物理空間進(jìn)行環(huán)境建模,本文利用KD-ABC算法規(guī)劃出最優(yōu)路徑,一定程度...
【文章來(lái)源】:中央民族大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-丨蜜蜂采蜜行為示意圖??圖(2-1)中,蜂箱中的搖擺舞區(qū)是蜜蜂進(jìn)行信息分享的重要場(chǎng)地,引領(lǐng)蜂在此通過(guò)搖擺??舞分享蜜源等信息,其中搖擺舞的時(shí)間長(zhǎng)短代表了蜜源的收益率大小
蜜源。??/■?"??????.?廣? ̄r1r,r'r?'?-?-?\?-------T--?n-r?-?'---)??飯?jiān)?ftweg?未_傭的黯??V???,,,?.?,?.,?V?V?,?,?|.......?J?V??乂:.二…Jrr?)??K?mimm?y??r7=?-?^?^??鐘勿源招題蜂放隸飾源??V?■>?????K?行為模座?^??圖2-2蜂群群體智慧的最小搜索模型??圖(2-2)是蜂群群體智慧的抽象出來(lái)的搜索模型,主要有組成要素和行為模型兩大類(lèi)。??其中組成要素包含三種:食物源、被雇傭的蜜蜂和未被雇傭的蜜蜂,行為模型有兩種:為??食物源招募蜜蜂、放棄食物源。??初始時(shí)刻,種群由引領(lǐng)蜂和跟隨蜂組成,數(shù)量相同,均占蜂群數(shù)量的一半。其中,引??領(lǐng)蜂的數(shù)量與蜜源數(shù)量相同。公式(2-1)是初始化蜜源位置。???=o_(dn)?(2?”??式中r是區(qū)間[0,?1]上的隨機(jī)數(shù),x:T和;cT1是區(qū)域空間內(nèi)第d維上的下邊界和上邊界。??引領(lǐng)蜂飛出蜂巢,在對(duì)應(yīng)食物源周?chē)M(jìn)行鄰域搜索,搜索前后比較食物源的適應(yīng)度值,??利用貪婪算法選擇較優(yōu)的一個(gè);回到蜂巢后,引領(lǐng)蜂將蜜源信息傳遞給跟隨蜂,跟隨蜂根??據(jù)引領(lǐng)蜂的蜜源信息,選擇優(yōu)秀的蜜源進(jìn)行跟隨。??跟隨蜂選擇哪個(gè)引領(lǐng)蜂進(jìn)行跟隨與引領(lǐng)蜂所對(duì)應(yīng)的蜜源量相關(guān),即選擇跟隨的概率與??蜜源的適應(yīng)度值成正比。蜜源越豐富,跟隨蜂選擇跟隨的概率越大。隨后跟隨蜂在此在蜜??源附近進(jìn)行再次進(jìn)行鄰域搜索和貪婪選擇。??設(shè)力/批,是優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù),若優(yōu)化
3、while(cycle?<?Maximum)!??3.1?n?Employed?Bees?Phase;??//引領(lǐng)蜂(Employed?Bees)出發(fā)去蜜源,計(jì)算現(xiàn)存蜜源的濃度值??3.2^?Onlooker?Bees?Phase;??//跟隨者(Onlooker?Bees)貪婪算法選擇蜜源,鄰域搜索??3.3、Scout?Bees?Phase;??//拋棄某些蜜源,偵查蜂(Scout?bees)出發(fā),鄰域搜索,尋找可能的新蜜源??3.4、Memorize?the?best?solution;??//記錄最優(yōu)蜜源??}??4、輸出最優(yōu)解。??C^)????I????初始化參數(shù)及蜜源位罝??引領(lǐng)蝰階段 ̄ ̄1^???跟隨蝰階段I?N??一?+?乂??偵查蝰階段??記錄最優(yōu)解??t?'??Y???X???輸出最優(yōu)解??(結(jié)束)??圖2-3原始人工蜂群算法流程圖??第二節(jié)聚類(lèi)算法??聚類(lèi)算法[43]又稱為群分析方法,是一種數(shù)據(jù)挖掘鄰域的統(tǒng)計(jì)分析方法,主要針對(duì)于分??9??
本文編號(hào):2917924
【文章來(lái)源】:中央民族大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-丨蜜蜂采蜜行為示意圖??圖(2-1)中,蜂箱中的搖擺舞區(qū)是蜜蜂進(jìn)行信息分享的重要場(chǎng)地,引領(lǐng)蜂在此通過(guò)搖擺??舞分享蜜源等信息,其中搖擺舞的時(shí)間長(zhǎng)短代表了蜜源的收益率大小
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3、while(cycle?<?Maximum)!??3.1?n?Employed?Bees?Phase;??//引領(lǐng)蜂(Employed?Bees)出發(fā)去蜜源,計(jì)算現(xiàn)存蜜源的濃度值??3.2^?Onlooker?Bees?Phase;??//跟隨者(Onlooker?Bees)貪婪算法選擇蜜源,鄰域搜索??3.3、Scout?Bees?Phase;??//拋棄某些蜜源,偵查蜂(Scout?bees)出發(fā),鄰域搜索,尋找可能的新蜜源??3.4、Memorize?the?best?solution;??//記錄最優(yōu)蜜源??}??4、輸出最優(yōu)解。??C^)????I????初始化參數(shù)及蜜源位罝??引領(lǐng)蝰階段 ̄ ̄1^???跟隨蝰階段I?N??一?+?乂??偵查蝰階段??記錄最優(yōu)解??t?'??Y???X???輸出最優(yōu)解??(結(jié)束)??圖2-3原始人工蜂群算法流程圖??第二節(jié)聚類(lèi)算法??聚類(lèi)算法[43]又稱為群分析方法,是一種數(shù)據(jù)挖掘鄰域的統(tǒng)計(jì)分析方法,主要針對(duì)于分??9??
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