基于改進(jìn)算法的移動機(jī)器人路徑規(guī)劃

謝沖沖，李 瑩

(昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，昆明 650504)

機(jī)器人的路徑規(guī)劃在一定程度上反映了機(jī)器人的研發(fā)水平[1]。研究學(xué)者在機(jī)器人路徑規(guī)劃方面已經(jīng)研發(fā)出了較多的規(guī)劃方法。由于當(dāng)下仍處于優(yōu)化階段，不同規(guī)劃路徑方法均有自身特點(diǎn)及其優(yōu)劣性，不同規(guī)劃方法面向的應(yīng)用領(lǐng)域也不盡相同[2-3]。對移動機(jī)器人路徑規(guī)劃的主要目的是獲取機(jī)器人從某一位置起始點(diǎn)到需要到達(dá)的位置點(diǎn)的可行路徑。在眾多可行路徑中通過對移動路徑的行走距離、移動時間及機(jī)器人能耗等不同指標(biāo)進(jìn)行擇優(yōu)即為對機(jī)器人路徑規(guī)劃的優(yōu)化。通過在機(jī)器人上裝置傳感器從而滿足對周圍環(huán)境進(jìn)行探測，通過對外界障礙物的位置進(jìn)行感知可以有效改變運(yùn)動路徑，規(guī)避障礙物從而實(shí)現(xiàn)避障[4-5]。

在路徑規(guī)劃中可以分為傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法和智能規(guī)劃算法兩大類[6]。在實(shí)際規(guī)劃中，通常有衍生出各算法的改進(jìn)算法以及混合算法[7]。機(jī)器人路徑規(guī)劃中最基礎(chǔ)的算法為遺傳算法，該算法是一種使用隨機(jī)迭代進(jìn)行搜索運(yùn)動路徑的規(guī)劃方法[8]。該算法引用生物遺傳學(xué)對自然法則進(jìn)行延伸并在路徑規(guī)劃中廣泛應(yīng)用[9]，通過消除迭代過程中不滿足的因素，能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)路徑的搜索[10]。該算法在解碼種群適應(yīng)度函數(shù)時會存在較大的計算量，從而導(dǎo)致系統(tǒng)處理時間較長，效率低下。改進(jìn)算法主要是對算法中適應(yīng)度函數(shù)問題進(jìn)行改進(jìn)[11]。鯨魚算法主要是對鯨魚的群體捕食方法進(jìn)行模擬。……