登 录
註 冊
论坛
微波仿真网
注册
登录论坛可查看更多信息
微波仿真论坛
>
程序
>
基于遗传算法的机器人路径规划MATLAB源码
发帖
回复
4781
阅读
0
回复
[
RFEDA原创
]
基于遗传算法的机器人路径规划MATLAB源码
离线
greensim
UID :63869
注册:
2010-07-25
登录:
2011-09-15
发帖:
10
等级:
仿真新人
0楼
发表于: 2011-09-15 20:58:44
=eG?O7z&
算法的思路如下:取各障碍物顶点连线的中点为路径点,相互连接各路径点,将机器人移动的起点和终点限制在各路径点上,利用Dijkstra算法来求网络图的最短路径,找到从起点P1到终点Pn的最短路径,由于上述算法使用了连接线中点的条件,不是整个规划空间的最优路径,然后利用遗传算法对找到的最短路径各个路径点Pi (i=1,2,…n)调整,让各路径点在相应障碍物端点连线上滑动,利用Pi= Pi1+ti×(Pi2-Pi1)(ti∈[0,1] i=1,2,…n)即可确定相应的Pi,即为新的路径点,连接此路径点为最优路径。本源码由GreenSim团队原创,转载请注明,有意购买源码或代写相关程序,请与GreenSim团队联系QQ:761222791
nx{_^sK
_$s ;QI]x
function [L1,XY1,L2,XY2]=JQRLJGH(XX,YY)
*12,MO>go
%% 基于Dijkstra和遗传算法的机器人路径规划演示程序
7{<:g!
% GreenSim团队原创作品,转载请注明
cp D=9k!*K
% Email:greensim@163.com
Ky"]L~8$
%输入参数在函数体内部定义
-L%J,f[&,
%输出参数为
M "QT(u+
% L1 由Dijkstra算法得出的最短路径长度
&'%b1CbE
% XY1 由Dijkstra算法得出的最短路径经过节点的坐标
_dQVundH
% L2 由遗传算法得出的最短路径长度
q\+khy,k
% XY2 由遗传算法得出的最短路径经过节点的坐标
hcWYz
%程序输出的图片有
JjBG9Rp{
% Fig1 环境地图(包括:边界、障碍物、障碍物顶点之间的连线、Dijkstra的网络图结构)
SN w3xO!;&
% Fig2 由Dijkstra算法得到的最短路径
I+nKaN+8i
% Fig3 由遗传算法得到的最短路径
<}e2\x
% Fig4 遗传算法的收敛曲线(迄今为止找到的最优解、种群平均适应值)
j7L uN
%% 画Fig1
Ik{[BRzUgt
figure(1);
hf5yTs
PlotGraph;
h SGI
title('地形图及网络拓扑结构')
+um Ua
PD=inf*ones(26,26);
"},0Cs
for i=1:26
zadn`B#2
for j=1:26
>K]s)VuWR
if D(i,j)==1
dnRS$$9#
x1=XY(i,5);
5:3%RTLG
y1=XY(i,6);
yGGQ;!/
x2=XY(j,5);
QuG=am?l`
y2=XY(j,6);
7G,{BBB
dist=((x1-x2)^2+(y1-y2)^2)^0.5;
&T7|f!y
PD(i,j)=dist;
/u hA\m(
end
<cC 0l-=
end
s?qRy 2
end
Fh2$,$ 2
%% 调用最短路算法求最短路
P-B3<~*i!
s=1;%出发点
Q[g>ee
t=26;%目标点
y b 7
[L,R]=ZuiDuanLu(PD,s,t);
gz{~\0y
L1=L(end);
)ro3yq4??
XY1=XY(R,5:6);
LOm*=MVex
%% 绘制由最短路算法得到的最短路径
,&+"|,m
figure(2);
Kob i!
PlotGraph;
rHS;wT
hold on
oW0A8_|9
for i=1:(length(R)-1)
y2"PKBK\_
x1=XY1(i,1);
#jY\l&E
y1=XY1(i,2);
3O{*~D&n
x2=XY1(i+1,1);
;ZnSWIF2
y2=XY1(i+1,2);
1oD1ia#
plot([x1,x2],[y1,y2],'k');
82w;}(!
hold on
syuW>Z8s
end
SVr3OyzI
title('由Dijkstra算法得到的初始路径')
SZ/}2_;
%% 使用遗传算法进一步寻找最短路
.I~#o$6
%第一步:变量初始化
$bf&ct*$h
M=50;%进化代数设置
OnD!*jy
N=20;%种群规模设置
4<`Qyul-
Pm=0.3;%变异概率设置
PwF 1Pr`r
LC1=zeros(1,M);
jg2UX
LC2=zeros(1,M);
R$[nYw
Yp=L1;
%BdQ.\4DS
%第二步:随机产生初始种群
uJBs 3X
X1=XY(R,1);
'.Ww*N
Y1=XY(R,2);
PKDzIA~T
X2=XY(R,3);
x3./
Y2=XY(R,4);
n-HQk7=mQ
for i=1:N
rL{3O4O
farm{i}=rand(1,aaa);
G8]DK3#
end
$!~R'N c
% 以下是进化迭代过程
N?Wx-pK
counter=0;%设置迭代计数器
YH_mWN\Wu
while counter<M%停止条件为达到最大迭代次数
`2}Frw+?
%% 第三步:交叉
OR{<)L
%交叉采用双亲双子单点交叉
h6Femis
newfarm=cell(1,2*N);%用于存储子代的细胞结构
rE:"8d}z
Ser=randperm(N);%两两随机配对的配对表
^]x%z*6
A=farm{Ser(1)};%取出父代A
4!%@{H`3
B=farm{Ser(2)};%取出父代B
96L-bBtyY
P0=unidrnd(aaa-1);%随机选择交叉点
1|]IWX|
a=[A(:,1:P0),B(:,(P0+1):end)];%产生子代a
Vjv~RNGF
b=[B(:,1:P0),A(:,(P0+1):end)];%产生子代b
r>!$eqX_
newfarm{2*N-1}=a;%加入子代种群
_G$SA-W(
newfarm{2*N}=b;
pN\YAc*@:
for i=1:(N-1)
<K^{36h
A=farm{Ser(i)};
HC%tJ:G
B=farm{Ser(i+1)};
$0uh8RB
newfarm{2*i}=b;
B=0U^wL
end
Z%h _g-C
FARM=[farm,newfarm];%新旧种群合并
" Bz\<e&u
%% 第四步:选择复制
[w0@7p"7
SER=randperm(2*N);
ny(`An
FITNESS=zeros(1,2*N);
;$`5L"I5$
fitness=zeros(1,N);
'7lHWqN<
for i=1:(2*N)
Se0!-NUK0
PP=FARM{i};
2kP0//
FITNESS(i)=MinFun(PP,X1,X2,Y1,Y2);%调用目标函数
& XS2q0-x
end
o'oA.'ul
for i=1:N
sj;n1t}$S
f1=FITNESS(SER(2*i-1));
)K=%s%3h<
f2=FITNESS(SER(2*i));
{P'_s]B)
if f1<=f2
}01c7/DRP<
else
Yf=an`"
farm{i}=FARM{SER(2*i)};
(d> M/x?W
fitness(i)=FITNESS(SER(2*i));
goE \C
end
#hp7@ Tu
end
SJseP_-
%记录最佳个体和收敛曲线
W0zRV9"P
minfitness=min(fitness);
kIC$ai6.
meanfitness=mean(fitness);
7H$I9e
if minfitness<Yp
e8WuAI86
pos=find(fitness==minfitness);
\&{a/e2:S
Xp=farm{pos(1)};
h/)kd3$*'
Yp=minfitness;
)[t zAaP7
end
y4@zi "G
if counter==10
>i6sJ)2?>
PPP=[0.5,Xp,0.5]';
fX ^hO+f
PPPP=1-PPP;
r JvtE}x1
X=PPP.*X1+PPPP.*X2;
^{Vt
Y=PPP.*Y1+PPPP.*Y2;
$nkvp`A
XY2=[X,Y];
9.:]eL
figure(3)
:,@"I$>*/
PlotGraph;
d8)ps,
hold on
e;|:W A
for i=1:(length(R)-1)
kp6{QKDj&
x1=XY2(i,1);
R6(sWN-
y1=XY2(i,2);
-Kas9\VWEw
x2=XY2(i+1,1);
mJ_5Vt=
y2=XY2(i+1,2);
~CtLSyB
plot([x1,x2],[y1,y2],'k');
\?$`dA [
hold on
0XcH
end
1g{-DIOmn
title('遗传算法第10代')
cEdf&*_-'I
hold on
} @)r\t4m
for i=1:(length(R)-1)
;S&PLgZ
x1=XY1(i,1);
}?\8%hK"a7
y1=XY1(i,2);
H^VNw1.
x2=XY1(i+1,1);
S'%|40U
y2=XY1(i+1,2);
xj ?#]GR
plot([x1,x2],[y1,y2],'k','LineWidth',1);
6`c5\G+
hold on
Mr0<b?I
end
2`|gnVw
end
K@f@vyw]
if counter==20
gwA+%]
PPP=[0.5,Xp,0.5]';
VW$a(G_h
PPPP=1-PPP;
+jEtu[ ;
X=PPP.*X1+PPPP.*X2;
65HP9`5Tm
Y=PPP.*Y1+PPPP.*Y2;
NsPAWI|4
XY2=[X,Y];
7J[DD5
figure(4)
{Vw\#/,
PlotGraph;
Jw4#u5$$Z
hold on
Jbv[Ql#
for i=1:(length(R)-1)
8[k:FGp>
x1=XY2(i,1);
N4[`pXM6
y2=XY2(i+1,2);
<UEta>jj
plot([x1,x2],[y1,y2],'k');
rexNsKRK_
hold on
8gHOs#\
end
&H4Y`xV^=
title('遗传算法第20代')
RXi/&'+H
hold on
iBM;$0Y
for i=1:(length(R)-1)
H|.cD)&eYy
x1=XY1(i,1);
FI(iqSJ6
y1=XY1(i,2);
8opd0'SNaB
x2=XY1(i+1,1);
5LF &C0v
y2=XY1(i+1,2);
#VvU8"u
plot([x1,x2],[y1,y2],'k','LineWidth',1);
kS7`g A
hold on
n@JZ 2K4
end
eT'Z;ZO
end
r6b;v2!8
if counter==30
9hTzi+'S
PPP=[0.5,Xp,0.5]';
|zkZF|-
PPPP=1-PPP;
_.{I1*6Y2
X=PPP.*X1+PPPP.*X2;
'vX:)ZD i
Y=PPP.*Y1+PPPP.*Y2;
8PB 8h
XY2=[X,Y];
A_4.>g
figure(5)
u_Wftb?9
PlotGraph;
t=;P1d?E;
hold on
> u!# 4
for i=1:(length(R)-1)
ppP0W`p
x1=XY2(i,1);
vG{lxPIj
y1=XY2(i,2);
?mA%`*=q
x2=XY2(i+1,1);
@Y&UP
y2=XY2(i+1,2);
hr/H vB
plot([x1,x2],[y1,y2],'k');
KLBX2H2^0
hold on
$(r/N"6)O2
end
\) FFV-k5
title('遗传算法第30代')
q:/3uC7
hold on
/$U<S"
for i=1:(length(R)-1)
J#*%r)
x1=XY1(i,1);
L25v7U
y2=XY1(i+1,2);
6IPQ}/l
plot([x1,x2],[y1,y2],'k','LineWidth',1);
+F4SU(T
hold on
+T/T \[
end
2.2G79U,
end
4Zn" K}q
if counter==40
FK+`K<
PPP=[0.5,Xp,0.5]';
n/6qc3\5i
PPPP=1-PPP;
MS~+P'
X=PPP.*X1+PPPP.*X2;
W^k|*Y|
Y=PPP.*Y1+PPPP.*Y2;
WAUgbImc{
XY2=[X,Y];
E]0}&YG
figure(6)
iD${7 _
PlotGraph;
W7` fI*lc
hold on
$<s;YhM:u)
for i=1:(length(R)-1)
'@{Mq%`
x1=XY2(i,1);
c gOkm}h
y1=XY2(i,2);
V{{Xz:
x2=XY2(i+1,1);
-<{;.~nI.
y2=XY2(i+1,2);
YAsE,M+
plot([x1,x2],[y1,y2],'k');
R_zQiSwG<
hold on
69?wZfj'
end
s L=}d[
title('遗传算法第40代')
Bln($lOz
hold on
(MGYX_rD
for i=1:(length(R)-1)
T!%J x.^
x1=XY1(i,1);
>+FaPym
y1=XY1(i,2);
KNG7$icG
x2=XY1(i+1,1);
/wX5>^
y2=XY1(i+1,2);
nJhaI
plot([x1,x2],[y1,y2],'k','LineWidth',1);
MJ M<
hold on
>X_5o^s2s
end
TY`t3
end
\0fk^
if counter==50
V sQ~Y,7
PPP=[0.5,Xp,0.5]';
)gHfbUYS
PPPP=1-PPP;
p9-s' F|@i
X=PPP.*X1+PPPP.*X2;
mHF?t.y
Y=PPP.*Y1+PPPP.*Y2;
\\)9QP?
XY2=[X,Y];
#8/pYQ;
figure(7)
^1-Vd5g
PlotGraph;
.Y5o&at6s
hold on
DLH|y%"
for i=1:(length(R)-1)
fc<~R
x1=XY2(i,1);
wZ%a:Z4TcM
y1=XY2(i,2);
' 4.T1i,
x2=XY2(i+1,1);
"j/jhe6
y2=XY2(i+1,2);
mv{bX|.
plot([x1,x2],[y1,y2],'k');
C0}@0c
hold on
Db K(Rh_ K
end
})yB2Q0
title('遗传算法第50代')
$]<wQH/?_
hold on
".7\>8A#a
for i=1:(length(R)-1)
IwVdx^9
x1=XY1(i,1);
[J8;V|v
y1=XY1(i,2);
x(+H1D\W
x2=XY1(i+1,1);
?`/DFI'_G
y2=XY1(i+1,2);
^N&@7s
plot([x1,x2],[y1,y2],'k','LineWidth',1);
sXwa`_{
hold on
\~> .NH-
end
OsV'&@+G>
end
phi9/tO\u
LC2(counter+1)=Yp;
\ RS ,Y
LC1(counter+1)=meanfitness;
Q;?rqi ,
%% 第五步:变异
2_GbK-
for i=1:N
A&S n^mw
if Pm>rand&&pos(1)~=i
6hiWgbE
AA=farm{i};
;J,`v5z0:
AA(POS)=rand;
s3[\&zt
farm{i}=AA;
:pdl2#5H^
end
A4daIhP (
end
LaX<2]Tx:
counter=counter+1;
dT7!+)s5-
disp(co ..
a7}O.NDf
>zo_ }A!
未注册仅能浏览
部分内容
,查看
全部内容及附件
请先
登录
或
注册
图片:014附图1.jpg
共
条评分
发帖
回复