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[样章] 案例23:基于蚁群算法的二维路径规划算法

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发表于 2010-12-20 00:07:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 matsuper 于 2010-12-29 11:53 编辑

案例23:基于蚁群算法的二维路径规划算法**********************************************************************************
论坛申明:
1 案例为原创案例,论坛拥有帖子的版权,转载请注明出处(MATLABSKY论坛,《MATLAB智能算法30个案例分析》
2 案例内容为书籍原创内容,内容为案例的提纲和主要内容。
3 作者长期驻扎在板块,对读者和会员问题有问必答。
4 案例配套有教学视频和完整的MATLAB程序,MATLAB程序在购买书籍后可以自由下载,教学视频需要另外购买。

MATLAB书籍预定方法和优惠服务:http://www.matlabsky.com/thread-9258-1-1.html
点击这里,预览该案例程序:http://book.matlabsky.com/znsf/view/s23/main.html
已经预定的朋友点此下载程序源代码:http://www.matlabsky.com/thread-12443-1-1.html*
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1案例背景


路径规划算法是指在有障碍物的工作环境中寻找一条从起点到终点的,无碰撞的绕过所有障碍物运动路径。路径规划算法较多,大体上可分为全局路径规划算法和局部路径规划方法两类,其中,全局路径规划方法包括位形空间法、广义锥方法、顶点图像法、栅格划归法;局部路径规划算法主要有人工势场法等。
        MAKLINK图论可以建立二维路径规划的空间模型,MAKLINK图论通过生成大量的MAKLINK线构造二维路径规划可行空间,MAKLINK线定义为两个障碍物之间不与障碍物相交的顶点之间的连线,以及障碍物顶点与边界相交的连线。
     
蚁群算法是由Dorigo M等人在20世纪90年代初提出的一种新型进化算法,它来源于对蚂蚁搜索问题的研究。人们在观察蚂蚁搜索食物的时候发现,蚂蚁在寻找食物时,总在走过的路径上释放一种称为信息素的分泌物,信息素能够保留一段时间,使得在一定范围内的其他蚂蚁能够觉察到该信息素的存在。后继蚂蚁在选择路径时,会选择信息素浓度较高的路径,并且在经过时留下自己的信息素,这样该路径的信息素会不断增强,蚂蚁选择的概率也在不断增大。蚁群算法最优路径寻找如图23-3所示。
   2、案例目录
第二十三章  基于蚁群算法的二维路径规划算法...
23.1 理论基础...
23.1.1 路径规划算法...

23.1.3 蚁群算法...
23.1.4 dijkstra算法...
23.2 案例背景...
23.2.1 问题描述...
23.2.2 算法流程...
23.2.3 蚁群算法实现...
23.3 MATLAB程序...
23.3.1 dijkstra算法...
23.3.2 蚁群算法搜索...
23.3.3 结果分析...
23.4 延伸阅读...
23.4.1 蚁群算法改进...
23.4.2 程序实现...
23.5 参考文献...

3、主程序

  1. %% 循环搜索
  2. for num = 1:NC

  3. %% 蚂蚁迭代寻优一次
  4. for i=1:pathCount
  5. for k=1:m
  6. q = rand();
  7. qfz(i,:) = (qfzPara2-abs((1:10)'/10-qfzPara1))/qfzPara2; %启发信息
  8. if q<=pheThres %选择信息素最大值
  9. arg = phePara(i,:).*(qfz(i,:).^pheCacuPara);
  10. j = find(arg == max(arg));
  11. pathk(i,k) = j(1);
  12. else % 轮盘赌选择
  13. arg = phePara(i,:).*(qfz(i,:).^pheCacuPara);
  14. sumarg = sum(arg);
  15. qq = (q-qo)/(1-qo);
  16. qtemp = 0;
  17. j = 1;
  18. while qtemp < qq
  19. qtemp = qtemp + (phePara(i,j)*(qfz(i,j)^pheCacuPara))/sumarg;
  20. j=j+1;
  21. end
  22. j=j-1;
  23. pathk(i,k) = j(1);
  24. end
  25. % 信息素更新
  26. phePara(i,j) = (1-pheUpPara(1))*phePara(i,j)+pheUpPara(1)*pheUpPara(2);
  27. end
  28. end

  29. %% 计算路径长度
  30. len = zeros(1,k);
  31. for k=1:m
  32. Pstart = S;
  33. Pend = lines(1,1:2) + (lines(1,3:4)-lines(1,1:2))*pathk(1,k)/10;
  34. for l=1:pathCount
  35. len(1,k) = len(1,k)+sqrt(sum((Pend-Pstart).^2));
  36. Pstart = Pend;
  37. if l<pathCount
  38. Pend = lines(l+1,1:2) + (lines(l+1,3:4)-lines(l+1,1:2))*pathk(l+1,k)/10;
  39. end
  40. end
  41. Pend = T;
  42. len(1,k) = len(1,k)+sqrt(sum((Pend-Pstart).^2));
  43. end

  44. %% 更新信息素
  45. % 寻找最短路径
  46. minlen = min(len);
  47. minlen = minlen(1);
  48. minant = find(len == minlen);
  49. minant = minant(1);

  50. % 更新全局最短路径
  51. if minlen < LL
  52. LL = minlen;
  53. end

  54. % 更新信息素
  55. for i=1:pathCount
  56. phePara(i,pathk(i,minant)) = (1-pheUpPara(1))* phePara(i,pathk(i,minant))+pheUpPara(1)*(1/minlen);
  57. end
  58. shortestpath(num) = minlen;
  59. end
复制代码

4、运行结果

                              未命名.jpg


发表于 2017-12-18 09:05:52 | 显示全部楼层
justyunying 发表于 2013-1-4 20:31
我总算把这个给调出来了,楼主给的程序没有全,那个蚁群寻找出的路径并未画出,看了半天才弄明白····

你好,我正在学习蚁群算法路径规划,我也没调出来红色的线,你能发我一份完整程序吗,353269648@qq.com
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发表于 7 天前 | 显示全部楼层
tonytian 发表于 2017-1-10 23:48
我有完整版,其实算法并不好,而且我现在想着一点一点学习路径优化,希望有大神指导我该怎么做?

能把完整版的程序给我分享一下吗,谢谢大神1209174095@qq.com
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发表于 2017-12-18 09:07:27 | 显示全部楼层
bohaizhilian 发表于 2014-1-5 15:59
你好,请问蚁群的最优路径是怎么调出来的,我还是看不明白,能分享一下程序吗

你好,你有完整程序吗,能不能发我一份,借鉴一下,353269648@qq.com
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发表于 2010-12-28 09:03:22 | 显示全部楼层
案例23和案例24的''已经预定的朋友点此下载程序源代码:http://www.matlabsky.com/thread-11651-1-1.html” 都链接到案例29了,没有案例23和案例24的代码
 楼主| 发表于 2010-12-28 12:38:55 | 显示全部楼层
你好,代码这两天就更新完毕,给你带来麻烦,不好意思
发表于 2011-3-23 12:31:38 | 显示全部楼层
大家可以参考这个博客:blog.sina.com.cn/s/blog_632f5a6c0100ktr5.html
发表于 2011-3-29 22:33:36 | 显示全部楼层
你好!运行后出现" ??? Undefined function or variable 'NC'. "该如何解决啊?
发表于 2011-4-10 18:18:20 | 显示全部楼层
楼主太厉害了!楼主,I服U!
希望MATLAB技术论坛越来越好!
发表于 2011-5-9 15:43:22 | 显示全部楼层
发表于 2011-5-10 10:49:34 | 显示全部楼层
期待完整版!楼主辛苦!
发表于 2011-5-11 11:45:19 | 显示全部楼层
回复 matsuper 的帖子

你好,我是初学者,要实现用蚁群算法进行路径规划,还要加入遗传算法!希望给解决下!
发表于 2011-5-12 09:25:09 | 显示全部楼层
回复 matsuper 的帖子

??? Error using ==> load
Unable to read file barrier.txt: No such file or directory.麻烦给一下这个文件!谢谢!
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