基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法制造技术

本申请提供一种基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法，该算法包括以下步骤：创建栅格地图；根据A*算法，计算每个第二栅格的评价函数；释放人工狼群；人工狼群包括由第一狼群和第二狼群组成的若干人工狼；从第二狼群中挑选出对应第二栅格的评价函数最低的m只人工狼并作为头狼；将其余人工狼作为普通狼；对第一栅格施加斥力场，以使人工狼在搜寻时寻优方向倾向远离障碍物；根据狼群算法以及斥力场，生成若干人工狼路径，输出最终路径；该算法将A*算法与狼群算法结合，提高了搜索效率。同时通过对第一栅格施加斥力场，使得人工狼在搜寻寻优过程倾向远离障碍物，避免产生局部最优。部最优。部最优。

【技术实现步骤摘要】
基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法


[0001]本公开一般涉及A*算法
，具体涉及一种基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法。

技术介绍

[0002]路径规划是自移动机器人诞生以来一直是重点研究的方向。路径规划即在给定环境中根据一个或多个评价指标，规划出一条由起始点连接至目标点且符合机器人运动学的的无碰撞路径。给定环境既可以是已经构建好并存储在机器人存储器中的外界环境，也可以是机器人感知外界环境后经过创建地图模型后存储的外界环境。路径规划常用的指标有最短距离，最短时间等；A*算法又称启发式搜索，是一种静态路网中求解最短路的直接搜索方法，其搜索时间相对较长；狼群算法是近几年新诞生的启发式算法，具有收敛速度快，精度高的特点，但其容易陷入局部最优。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供可解决上述技术问题的基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法。
[0004]第一方面本申请提供一种基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法，包括以下步骤：创建栅格地图；所述栅格地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法，其特征在于，包括以下步骤：创建栅格地图；所述栅格地图包括若干栅格，所述栅格包括用于表征障碍物的第一栅格和用于表征可通行区域的第二栅格；根据A*算法，计算每个所述第二栅格的评价函数；释放人工狼群；所述人工狼群包括由第一狼群和第二狼群组成的若干人工狼，所述第一狼群放置于所述可通行区域的初始位置，所述第二狼群随机放置在所述第二栅格上；从所述第二狼群中挑选出对应所述第二栅格的评价函数最低的m只人工狼，并将其作为头狼；将所述人工狼群中其余人工狼作为普通狼；对所述第一栅格施加斥力场，以使所述人工狼在搜寻时寻优方向倾向远离所述障碍物；根据狼群算法以及所述斥力场，生成若干人工狼路径；所述人工狼路径的起点为所述初始位置，终点为目标猎物的位置；输出最终路径，所述最终路径为所述人工狼路径中最短的路径。2.根据权利要求1所述的基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法，其特征在于，根据狼群算法以及所述斥力场，生成若干人工狼路径的方法具体为：s1：根据所述头狼的位置以及所述斥力场，更新所述普通狼的位置；s2：从更新后的所述人工狼群中挑选出对应所述第二栅格的评价函数最低的m只人工狼，并将其作为新的头狼；s3：递归步骤s1
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s2，直至所述第二狼群中所有人工狼运动至所述目标猎物的位置；s4：对应每个所述第二狼群中的人工狼，生成其对应的人工狼路径。3.根据权利要求2所述的基于狼群算法和人工势场的移动机器人改进A*算法，其特征在于，步骤s1中根据所述头狼的位置以及所述斥力场，更新所述普通狼的位置的方法具体为：s11：根据公式（一）分别计算每只普通狼与每只头狼的位置向量：
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（一）；其中，表示第i只普通狼与第j只头狼的位置向量；为设定系数向量，；为所述初始位置指向所述第j只头狼的当前位置向量，为所述初始位置指向所述第i只普通狼的当前位置向量；s12：根据公式（二）、公式（三）将所述普通狼的当前位置向量更新为：
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（二）；
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（三）；其中，A为协同系数，为斥力系数；
第一位置点位于当前位置，第一位置点向量由所述初始位置指向所述第一位置点；第二位置点位于与所述第一位置点的势能差最大的，且相邻所述第一位置点的第二栅格内；所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭，段书用，陆文涛，裴文良，赵熙灼，章霖鑫，徐福田，
申请(专利权)人：中信重工开诚智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：