[發明專利]一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法

在審

• 申請號: 202011230415.X
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112504274A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 路瑞;張兆軍;趙明龍
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 馬進

1.一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：采用柵格法對移動機器人的工作環境進行建模；

S2：從下到上、從左到右的順序使用實數編碼和二維坐標法對自由柵格進行編號；

S3：設置初始化參數；設置移動機器人的起點、終點、種群數量、迭代次數、代溝、交叉率、變異率和中間節點的個數；

S4：隨機生成初始化種群，生成初始路徑；

S5：計算適應度值；

S6：執行選擇操作，對初始化種群生成的中間節點進行更新；

S7：執行交叉操作，對選擇操作生成的中間節點進行更新；

S8：執行變異操作，對交叉操作生成的中間節點進行更新；

S9：判斷是否達到最大迭代次數，若是則停止搜索，輸出全局最優路徑，否則跳轉至S5進行下一次迭代。

2.根據權利要求1所述的一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S1的柵格法建模具體為：

將機器人的工作環境劃分為一系列大小相等的柵格，其中，黑色柵格表示障礙物，機器人不可以通行；白色柵格表示自由柵格，機器人可以通行。

3.根據權利要求1所述的一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S4中生成初始路徑具體為：

首先，利用公式(1)(2)在起點和終點之間隨機選取num個自由柵格作為中間節點，然后，利用Dstar_lite算法補齊起點、num個中間節點，終點之間的路徑，從而生成一條從起點到終點不經過任何障礙物的可行且連續路徑；

Node＝[Node₁,Node₂,…Node_num] (1)

其中，Node表示可生成中間節點對應的柵格序號，num表示生成中間節點的個數；

其中，A、B分別表示可以生成中間節點對應柵格序號的最小值、最大值，r表示一個在[0,1]范圍內的隨機數，為向下取整。

4.根據權利要求1所述的一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S5中適應度函數具體為：

其中，(x_i,y_i)、(x_i+1,y_i+1)分別表示兩個點的坐標。

5.根據權利要求1所述的一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S6中選擇操作具體為：

采用錦標賽選擇法和最優保護策略作為選擇操作。

6.根據權利要求1所述的一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S7中交叉操作具體為：

采用算數交叉，其交叉公式為：

其中，Node_y1、Node_y2分別表示交叉后的個體，Node_x1和Node_x2分別表示較優父代個體和較差父代個體，K取[0,0.5]區間內的任意數，為向下取整。

7.根據權利要求1所述的一種基于Dsl_GA算法的移動機器人路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S8中變異操作具體為：

變異公式如下：

其中，Node₁、Node₂分別表示交叉前、后的個體，A、B分別表示可以生成中間節點對應柵格序號的最小值、最大值，r表示一個在[0,1]范圍內的隨機數，為向下取整。