【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车辆路径规划，具体涉及一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法。
技术介绍
1、目前，车辆路径规划的主要解决方法都是依靠智能算法进行的。路径规划的主要目的是使车辆从起点出发绕开所有障碍物沿着最短路径到达终点。路径规划的建模方法主要有可视图空间法、栅格法等。
2、路径规划方法中，萤火虫算法较为典型，萤火虫算法将每只萤火虫都看成空间内具备移动功能的点，发光较弱的萤火虫向发光较强的萤火虫移动，从而完成位置迭代，不断运动表示解的优化过程，因此，萤火虫算法具有概念简单、易于实现等优点。而萤火虫算法会因为初始化群体分布不均，而出现全局搜索能力不强的问题，使现有采用萤火虫算法的路径规划方法存在容易陷入局部最优解和收敛速度慢等缺点。
技术实现思路
1、为了解决现有车辆路径规划方法中，萤火虫算法中存在收敛速度慢，容易陷入局部最优解的缺点，本专利技术提供一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，首先采用栅格法进行环境建模，然后在进行路径规划时，对现有萤火虫算法加以改进，定义了萤火虫的新移动方式，在混沌初始化的基础上引入了高斯扰动从而得到了一种改进萤火虫算法，为车辆在复杂的道路选择中选择了最短路径，降低了车辆的行驶里程，提高了车辆使用的经济性。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，包括以下步骤：
4、步骤一、采用栅格法进行工作空间环境建模；
5、步骤二、采用改进萤火虫算法在
6、s21.设置目标函数f(i)，设置萤火虫的数量n，最大迭代次数g、光吸引系数γ，采用立方映射的方法对萤火虫种群进行位置初始化；
7、s22.根据萤火虫移动方式，选出亮度最好的萤火虫；
8、s23.对全局最优值进行高斯扰动，获取更新后的全局最优值；
9、s24.当计算结果不满足精度要求，或者未达到最大迭代次数时，重复步骤s22和步骤s23，否则，算法输出全局最优解和最优个体的位置。
10、进一步地，所述步骤s21中，改进萤火虫算法在对萤火虫位置初始化的过程中采用混沌方式，采用立方映射方法对种群进行混沌初始化，立方映射公式如下：
11、y(n+1)＝2y(n)3-y(n)
12、式中，-1≤y(n)≤1，n为自然数。
13、进一步地，所述步骤s22中，所述萤火虫移动方式为：
14、设第i只萤火虫的解为p(i)＝{pi1,pi2…,pim,…pin}，设第j只萤火虫最大亮度的解为p(i)＝{pj1,pj2…,pjm,…pjn}，且pi1＝pj1，pi2＝pj2直到pim开始与第j只萤火虫的解不同，部分相同的解则不变，从pim开始，重新寻找目标点路径，如果新解优于原解则将其替换，否则不变。
15、进一步地，所述步骤s23中，通过高斯分布对种群每一代中的全局最优个体位置xbest进行微小扰动。
16、进一步地，所述步骤一包括：
17、s11.根据工作环境确定车辆运动的起点和终点，以两点间的连线为对角线确定任务区域，区域中存在多个障碍物；
18、s12.以起点为坐标原点建立平面直角坐标系，横向为x轴，纵向为y轴，任务区域在两个方向上的最大值分别为xmax、ymax；
19、s13.将车辆运动的步长r设为一个栅格长度，用步长r对整个平面直角坐标系进行划分；
20、s14.在栅格划分后的直角坐标系中标定障碍物栅格；
21、每行的栅格数为nx＝xmax/r，每列的栅格数为ny＝xmax/r。填补后的工作空间环境如图2所示，其中，实心圆表示起点，空心圆表示终点；白色栅格代表可行区域，黑色栅格代表障碍区域。
22、s15.对直角坐标系中的每个栅格标定坐标和对应的序号。
23、进一步地，所述步骤s14中，将障碍物划分为许多个边长为r的正方形栅格，不足一个栅格的将其填补为一个完整栅格。
24、进一步地，标定障碍物栅格后，直角坐标系中每行的栅格数为nx＝xmax/r，每列的栅格数为ny＝xmax/r。
25、进一步地，所述步骤s15中，每个栅格都有特定的坐标和序号：
26、第一个栅格g1坐标为(1,1)，序号为s1；第2个栅格g2的坐标为(2,1)，序号为s2；以此类推；
27、第i个栅格gi的坐标(xi,yi)与序号si成映射关系，映射关系式如下：
28、si＝xi+nx×(yi-1)
29、xi＝((si-1)modnx)+1
30、yi＝int((si-1)/nx)+1
31、式中，int为取整函数；mod为取余函数。
32、本专利技术具有以下有益效果：
33、本专利技术提供一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，首先采用栅格法进行环境建模，栅格法在导弹躲避雷达搜索、车辆路径规划中的应用较多，因栅格法表示简单，且具备表达不规则障碍物的能力，所以此处采用栅格法进行环境建模。
34、本专利技术方法在萤火虫算法的基础上，对移动方式、相对亮度公式等进行改进，在混沌初始化的基础上引入了高斯扰动从而得到了一种改进萤火虫算法，并通过仿真验证了改进萤火虫算法性能更优，且在复杂环境下能够高效地完成最优路径规划。
35、仿真结果表明，改进萤火虫算法优于其它两种算法。且收敛效果更好，路径更短、更平滑，证明了改进萤火虫算法是有效的。为车辆在复杂的道路选择中选择了最短路径，降低了车辆的行驶里程，提高了车辆使用的经济性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤S21中，改进萤火虫算法在对萤火虫位置初始化的过程中采用混沌方式，采用立方映射方法对种群进行混沌初始化，立方映射公式如下：
3.如权利要求1所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤S22中，所述萤火虫移动方式为：
4.如权利要求1所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤S23中，通过高斯分布对种群每一代中的全局最优个体位置Xbest进行微小扰动。
5.如权利要求1所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤一包括：
6.如权利要求5所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤S14中，将障碍物划分为许多个边长为R的正方形栅格，不足一个栅格的将其填补为一个完整栅格。
7.如权利要求6所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，标定障碍物栅
8.如权利要求5所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤S15中，每个栅格都有特定的坐标和序号：
...【技术特征摘要】
1.一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤s21中，改进萤火虫算法在对萤火虫位置初始化的过程中采用混沌方式，采用立方映射方法对种群进行混沌初始化，立方映射公式如下：
3.如权利要求1所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤s22中，所述萤火虫移动方式为：
4.如权利要求1所述的一种基于改进萤火虫算法的车辆路径规划方法，其特征在于，所述步骤s23中，通过高斯分布对种群每一代中的全局最优个体位置xbest进行微小扰动。
【专利技术属性】
技术研发人员：张文明，高猛，周文超，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
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。