多因素A*蟻群算法的機器人路徑規劃*

徐勁力，柳 佳，司馬立萱

(武漢理工大學機電工程學院，武漢 430070)

0 引言

移動機器人的路徑規劃技術是決定其智能與否的關鍵技術，其目的是在障礙物已知的環境中搜索到一條符合預定要求的路徑[1]。目前路徑規劃算法種類眾多，然而這些路徑規劃算法往往只將路程距離作為考量因素，這會導致機器人在實際應用中產生一些問題。因為在一些特定的環境中，所得到的路徑最優結果可能伴隨著較多的轉彎次數，或者出現頻繁上下坡等情況，機器人在這樣的道路上行進不僅會耗費更多的時間，還會對機器人的性能和壽命產生影響。所以，未來機器人的路徑規劃應該結合工作環境和作業需求，尋找一條綜合性能最優的路徑。

蟻群算法具有魯棒性強，容易用計算機語言表達，且能很好地應用于路徑規劃問題等優點[2]，但同時存在容易陷入局部最優解、迭代次數過多、路徑轉彎次數多等問題[3]。針對以上蟻群算法的缺陷，學者們通過不斷地研究提出了一系列的方法進行改進。XIONG等[4]將節點之間的采樣信息加入蟻群算法的啟發函數，并劃分機器人信息采集區域，提高算法計算效率。李二超等[5]將初始信息素按照與起點和終點連線的距離進行非均勻分布，加快螞蟻前期搜索速度，同時引入B樣條曲線，對螞蟻路徑做平滑處理。馬小陸等[6]通過結合跳點搜索法，減少勢場蟻群算法對無用點的評估，提高了搜索效率，所得的路徑更優。姜偉楠等[7]采用改進人工勢場法，縮小地圖搜索范圍，減少蟻群算法迭代次數。……