[發明專利]一種基于改進蟻群算法的泊車路徑規劃方法及系統

在審

• 申請號: 202210570957.4
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114721402A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 趙亮;馬嘉豪;李可心
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種基于改進蟻群算法的泊車路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：建立車庫的二維柵格地圖，對初始信息素進行差異化處理，將螞蟻種群劃分為尋優層蟻群和優化層蟻群；

S2：計算尋優層蟻群的啟發函數和狀態轉移規則，并在尋優蟻群的啟發函數中引入估計函數，通過迭代進行路徑尋優，獲取若干條尋優層蟻群的搜索路徑，判斷尋優層中蟻群是否完成路徑搜索，若是，則執行S4，否則重復S2；

S3：計算優化層蟻群的啟發函數和狀態轉移規則，在狀態轉移規則中，引入轉角評價函數，通過迭代進行路徑尋優，獲取若干條優化層蟻群的搜索路徑，判斷優化層中蟻群是否完成路徑搜索，若是，則執行S4，否則重復S3；

S4：分別對路徑搜索完成后的尋優層蟻群和優化層蟻群進行信息素更新，基于更新后的尋優層蟻群和優化層蟻群，判斷蟻群是否達到了目標迭代次數，若是，執行S5，否則尋優層蟻群執行S2，優化層蟻群執行S3；

S5：選擇尋優層蟻群和優化層蟻群中所有螞蟻中行走的最短距離作為最優路徑，對最優路徑進行平滑處理，獲取平滑后的路徑及算法收斂曲線圖。

2.根據權利要求1所述的一種基于改進蟻群算法的泊車路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S1中，對初始信息素進行差異化處理的步驟為：

將設定的起點與終點進行連接，該條路徑的區域設定為S1，以S1區域向外擴散部分區域，該擴散的部分區域為S2，S2的初始化信息素濃度低于S1區域的信息素濃度，S2區域繼續向外擴散部分區域，設定為S3，S3的初始化信息素濃度低于S2區域的信息素濃度，不同區域初始信息素含量表達式如下：

τ₀＝d_sg*c (1)

其中，d_sg為起點到終點的歐氏距離；c為信息素濃度系數。

3.根據權利要求2所述的一種基于改進蟻群算法的泊車路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S1中，將螞蟻種群劃分為尋優層蟻群和優化層蟻群的方法為：

y＝m-x (3)

其中：x是尋優層蟻群數量，Ogrid是不可行柵格數量；Agrid是全部柵格數量，m是螞蟻數量；h為螞蟻平衡因子，y是優化層蟻群數量。

4.根據權利要求1所述的一種基于改進蟻群算法的泊車路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下步驟：

所述尋優層蟻群的啟發函數中引入估計函數d(j,g)：

其中，ε、ζ為常數，取值范圍為(0,1)；(x_j,y_j)與(x_g,y_g)分別為節點j和終點柵格的坐標值；d(i,j)與d(j,g)分別為節點(i,j)和(j,g)的歐式距離；

所述尋優層蟻群的狀態轉移規則為：

其中，表示轉移概率，τ_ij(t)表示從節點(i,j)之間的信息素濃度；η_ij(t)表示從節點(i,j)之間的啟發信息；α和β分別表示信息素濃度系數和啟發函數系數；allowed_k表示螞蟻k下一步能夠選擇的節點柵格的集合。