動(dòng)態(tài)環(huán)境下機(jī)器人路徑的新型啟發(fā)蟻群規(guī)劃

賀道坤，周 南

（1.南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院，江蘇南京 210023；2.湖南大學(xué)金融與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410082;3.長(zhǎng)沙商貿(mào)旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院湘商學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410116）

1 引言

智能機(jī)器人是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志性產(chǎn)物，機(jī)器人可以代替人類完成服務(wù)型、重復(fù)型、勞動(dòng)力密集型、危險(xiǎn)型等工作，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約人工成本、保護(hù)人類安全、提高工作效率等目的[1]。對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人，路徑規(guī)劃是機(jī)器人完成其余工作的基礎(chǔ)，路徑規(guī)劃的質(zhì)量決定了完成其余任務(wù)的效率甚至決定了任務(wù)成敗[2]。因此，研究機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

機(jī)器人路徑規(guī)劃主要關(guān)注可行性和最優(yōu)性兩個(gè)方面，其中可行性是指安全無(wú)碰、路徑平滑可跟蹤等方面，最優(yōu)性是指路徑滿足最短、最平滑等指標(biāo)，其中最優(yōu)性是以可行性為基礎(chǔ)的。根據(jù)環(huán)境中障礙物的運(yùn)動(dòng)情況，路徑規(guī)劃分為靜態(tài)規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃；根據(jù)對(duì)環(huán)境信息的掌握程度，路徑規(guī)劃分為全局規(guī)劃和局部規(guī)劃[3]。

從路徑規(guī)劃方法的角度講，可以分為傳統(tǒng)方法和智能方法，傳統(tǒng)方法包括自由空間法、拓?fù)鋱D法、快速搜索隨機(jī)樹[4]、A*算法、D*[5]算法、人工勢(shì)場(chǎng)法等；智能方法包括人工魚群算法、蟻群算法、粒子群算法、遺傳算法等[6]。

文獻(xiàn)[7]針對(duì)RRT算法路徑冗余問(wèn)題，首先提出了Quick?RRT算法縮短了RRT初始路徑，并進(jìn)一步提出了雙樹Quick?RRT算法，縮短了路徑程度并提高了收斂速度。文獻(xiàn)[8]將粒子群算法融入到狼群算法中，提出了改進(jìn)狼群算法并應(yīng)用于路徑規(guī)劃，在一定程度上縮短了路徑長(zhǎng)度。……