本申请提供了一种路径规划方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，涉及控制与决策技术领域。该方法包括：确定搜索空间中的运动粒子和预设的随机树中的起始点和目标点，生成随机节点，生成第一引力，基于预设的适应度函数确定运动粒子中适应度最小的目标粒子，生成第二引力，生成中间树节点，生成目标路径。本申请实施例在新节点的生成过程中，通过粒子群算法得到的全局最优的粒子，克服了现有技术中随机性强、算法运算量大、不容易收敛的缺陷，加入全局最优粒子对新节点的引力，使得新节点的生成有一定的偏向性，但又不过于的依赖目标节点，不会过度的依赖目标节点，会尽可能减少新节点的生成失败，降低路径规划所需的时间。降低路径规划所需的时间。降低路径规划所需的时间。
【技术实现步骤摘要】
路径规划方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
[0001]本申请涉及控制与决策
，具体而言，本申请涉及一种路径规划方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]现有的随机树生成方法中，传统粒子群算法虽具有计算初期收敛速度快、通用性强等优点，但在求解复杂多维度问题上仍存在收敛过早、易陷入局部最优甚至无法收敛等问题，随机树的生长在很大程度上受引力系数 k的影响，引力系数k较大时，随机树的生长更多的朝向目标点方向；引力系数k较小时，随机树的生长更多的是朝着随机点方向。朝哪个方向生长这种平衡不好把握，新节点的生成总是严重的依赖目标节点对其的引力系数，极易出现新节点生成失败，生成树会在目标节点附近震荡且随机树会在障碍物附近聚集，增加路径规划所需的时间。
[0003]由此可见，现有技术中新节点的生成总是严重的依赖目标节点其的引力系数，极易出现新节点生成失败，生成树会在目标节点附近震荡且随机树会在障碍物附近聚集，增加路径规划所需的时间，需要改进。
技术实现思路
[0004]本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中新节点的生成总是严重的依赖目标节点其的引力系数，极易出现新节点生成失败，生成树会在目标节点附近震荡且随机树会在障碍物附近聚集，增加路径规划所需的时间的技术缺陷。
[0005]第一方面，提供了一种路径规划方法，该方法包括：
[0006]步骤S1，初始化搜索空间，确定所述搜索空间中的运动粒子和预设的随机树中的起始点和目标点；
[0007]步骤S2，在所述搜索空间随机生成随机节点；
[0008]步骤S3，基于所述随机树中距离所述随机节点最近的第一树节点和所述随机节点生成第一引力；
[0009]步骤S4，基于预设的适应度函数确定所述运动粒子中适应度最小的目标粒子，并根据所述目标粒子和所述第一树节点生成第二引力；
[0010]步骤S5，基于所述第一引力和所述第二引力生成中间树节点；
[0011]步骤S6，判断所述第一树节点和所述中间树节点之间的路径是否可以避障，若可以，则将所述中间数节点加入所述随机树中，并执行步骤 S7，否则返回到步骤S2；
[0012]步骤S7，判断所述中间数节点与所述目标点之间的距离是否不大于预设的阈值，若是，则将所述随机树中连接所述起始点和所述目标点的树节点作为目标路径，若否，则返回步骤S2。
[0013]作为本申请一个可能的实施方式，所述基于所述随机树中距离所述随机节点最近的第一树节点和所述随机节点生成第一引力，包括：
[0014]连接所述第一树节点和所述随机节点，方向为由所述以树节点指向所述随机节点，以所述第一树节点为起点向所述随机节点方向扩展预设步长生成所述第一引力。
[0015]作为本申请一个可能的实施方式，所述预设的适应度函数如下：
[0016][0017]其中，d为粒子i的适应度，其中为目标点的横坐标，为目标点的纵坐标，为粒子i的第一维度，为粒子i的第二维度。
[0018]作为本申请一个可能的实施方式，所述根据所述目标粒子和所述第一树节点生成第二引力，包括：
[0019]连接所述目标粒子和所述第一树节点，方向由所述第一树节点指向所述目标粒子，以所述第一树节点为起点向所述目标粒子方向扩展预设步长生成所述第二引力。
[0020]作为本申请一个可能的实施方式，所述基于所述第一引力和所述第二引力生成中间树节点，包括：
[0021]计算所述第一引力和所述第二引力的矢量和，生成和矢量，所述和矢量的终点为所述中间树节点。
[0022]作为本申请一个可能的实施方式，所述方法还包括：
[0023]基于预设的速度公式和位置公式计算所述目标粒子的速度和位置，其中，所述速度公式和所述位置公式为：
[0024][0025][0026]其中，ω为预设的惯性权重系数，c1和c2为预设的两个学习因子，分别表示粒子对个体最优和全局最优的学习能力；r1和r2表示(0，1)之间的随机数，表示粒子i在t+1时刻的速度，表示粒子i在t时刻的速度。
[0027]作为本申请一个可能的实施方式，所述基于预设的适应度函数确定所述运动粒子中适应度最小的目标粒子，包括：
[0028]基于所述适应度函数进行预设次数的迭代计算，以确定运动粒子中适应度最小的目标粒子。
[0029][0030]第二方面，提供了一种路径规划装置，该装置包括：
[0031]初始化模块，用于初始化搜索空间，确定所述搜索空间中的运动粒子和预设的随机树中的起始点和目标点；
[0032]随机节点生成模块，用于在所述搜索空间随机生成随机节点；
[0033]第一引力生模块，用于基于所述随机树中距离所述随机节点最近的第一树节点和所述随机节点生成第一引力；
[0034]第二引力生成模块，用于基于预设的适应度函数确定所述运动粒子中适应度最小的目标粒子，并根据所述目标粒子和所述第一树节点生成第二引力；
[0035]中间数节点生成模块，用于基于所述第一引力和所述第二引力生成中间树节点；
[0036]第一判断模块，用于判断所述第一树节点和所述中间树节点之间的路径是否可以避障，若可以，则将所述中间数节点加入所述随机树中，并执行步骤第二判断模块的功能，否则返回到随机节点生成模块；
[0037]第二判断模块，用于判断所述中间数节点与所述目标点之间的距离是否不大于预设的阈值，若是，则将所述随机树中连接所述起始点和所述目标点的树节点作为目标路径，若否，则返回随机节点生成模块。
[0038]第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0039]处理器、存储器和总线；
[0040]所述总线，用于连接所述处理器和所述存储器；
[0041]所述存储器，用于存储操作指令；
[0042]所述处理器，用于通过调用所述操作指令，执行上述的路径规划方法。
[0043]第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的路径规划方法。
[0044]本申请实施例在新节点的生成过程中，通过粒子群算法得到的全局最优的粒子，在最优粒子和随机生点的合力下生成新节点，克服了现有技术中随机性强、算法运算量大、不容易收敛的缺陷，加入全局最优粒子对新节点的引力，使得新节点的生成有一定的偏向性，但又不过于的依赖目标节点。粒子群在每次迭代中根据适应度函数，会得到粒子的下一位置，不会过度的依赖目标节点，会尽可能减少新节点的生成失败，降低路径规划所需的时间。
附图说明
[0045]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0046]图1为本申请实施例提供的一种路径规划方法的流程示意图；
[0047]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种路径规划方法，其特征在于，包括：步骤S1，初始化搜索空间，确定所述搜索空间中的运动粒子和预设的随机树中的起始点和目标点；步骤S2，在所述搜索空间随机生成随机节点；步骤S3，基于所述随机树中距离所述随机节点最近的第一树节点和所述随机节点生成第一引力；步骤S4，基于预设的适应度函数确定所述运动粒子中适应度最小的目标粒子，并根据所述目标粒子和所述第一树节点生成第二引力；步骤S5，基于所述第一引力和所述第二引力生成中间树节点；步骤S6，判断所述第一树节点和所述中间树节点之间的路径是否可以避障，若可以，则将所述中间数节点加入所述随机树中，并执行步骤S7，否则返回到步骤S2；步骤S7，判断所述中间树节点与所述目标点之间的距离是否不大于预设的阈值，若是，则将所述随机树中连接所述起始点和所述目标点的树节点作为目标路径，若否，则返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述基于所述随机树中距离所述随机节点最近的第一树节点和所述随机节点生成第一引力，包括：连接所述第一树节点和所述随机节点，方向为由所述以树节点指向所述随机节点，以所述第一树节点为起点向所述随机节点方向扩展预设步长生成所述第一引力。3.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述预设的适应度函数如下：其中，d为粒子i的适应度，其中为目标点的横坐标，为目标点的纵坐标，为粒子i的第一维度，为粒子i的第二维度。4.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述根据所述目标粒子和所述第一树节点生成第二引力，包括：连接所述目标粒子和所述第一树节点，方向由所述第一树节点指向所述目标粒子，以所述第一树节点为起点向所述目标粒子方向扩展预设步长生成所述第二引力。5.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述基于所述第一引力和所述第二引力生成中间树节点，包括：计算所述第一引力和所述第二引力的矢量和，生成和矢量，所述和矢量的终点为所述中间树节点。6.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述方法还包括：基于预设的速度公式和位置公式计算所述目标粒子的速度和位置，其中，所述速度公式和所述位置公式为：式和所述位...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓欢，陈明凤，王长海，唐欣，陈倩，罗海宇，
申请(专利权)人：广西交通设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。