[發明專利]一種基于差分進化和模糊控制相結合的避障路徑規劃算法

有效

• 申請號: 201811384875.0
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109540163B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 張春美;劉承鵬;郭紅戈;申靜如
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種基于差分進化和模糊控制相結合的避障路徑規劃算法，其特征在于，按照以下步驟實現：

步驟一、設計模糊控制器，具體步驟為：

1)確定模糊控制器的結構，根據被研究系統的輸入輸出，確定基本系統模型；

2)定義輸入、輸出量的模糊分布；

3)建立模糊控制規則；

4)近似推理；

步驟二、利用差分進化算法優化模糊控制規則表，具體步驟為：

1)根據研究的問題確定解的表示方式和評價函數f(x)，設置種群規模NP、縮放因子F、交叉概率CR參數；

2)執行種群初始化操作，產生初始種群X；

隨機產生一部分染色體，即在n維空間里產生滿足約束條件的K個染色體，實施措施如下：

接著將舊模糊控制規則表編碼復制L個染色體引入共同組成含有M個染色體的初始種群X，其中M＝K+L；

3)變異操作：

從群體中隨機選擇3個染色體，X_p1 X_p2 X_p3，且(i≠p1≠p2≠p3)，則

v_ij(t+1)＝x_p1j(t)+F(x_p2j(t)-x_p3j(t))

其中，x_p2j(t)-x_p3j(t)為差異化向量，F為縮放因子；

4)交叉操作：

交叉操作是為了增加群體的多樣性，具體操作如下:

其中，rand1_ij是在[0，1]之間的隨機小數，CR為交叉概率，CR∈[0，1]，rand(i)是在[1，n]之間的隨機整數，這種交叉策略可確保x_i(t+1)至少有一分量由x_i(t)的相應分量貢獻；

5)選擇操作：

為了確定x_i(t)是否成為下一代的成員，比較向量u_i(t+1)和目標向量x_i(t)的評價函數:

反復執行(3)至(5)操作，直至達到最大的進化代數tmax；

6)迭代優化，直到達到循環終止條件，目標值變化量足夠小或達到最大迭代次數輸出最優規則表給控制系統；

步驟三、將優化后的模糊控制規則表應用到模糊控制器進而在整個模糊控制系統實現。