一、原理介紹

遺傳算法是一種基于生物進(jìn)化原理的優(yōu)化算法，常用于求解復(fù)雜問題。在機器人柵格地圖最短路徑規(guī)劃中，遺傳算法可以用來尋找最優(yōu)路徑。

遺傳算法的求解過程包括以下幾個步驟：

1. 初始化種群：隨機生成一組初始解，每個解表示機器人在柵格地圖上的路徑。

2. 評估適應(yīng)度：根據(jù)路徑的長度或者其他評價指標(biāo)，計算每個解的適應(yīng)度值。

3. 選擇操作：根據(jù)適應(yīng)度值，選擇一部分優(yōu)秀的解作為父代，用于產(chǎn)生下一代解。

4. 交叉操作：通過交叉操作，將父代解的某些部分進(jìn)行交換和組合，生成新的解。

5. 變異操作：對新生成的解進(jìn)行變異操作，引入一定的隨機性，增加解的多樣性。

6. 更新種群：將新生成的解加入到種群中，并淘汰一部分適應(yīng)度較低的解。

7. 終止條件判斷：根據(jù)預(yù)設(shè)的終止條件（如達(dá)到最大迭代次數(shù)或找到滿意的解），判斷是否結(jié)束算法。

8. 輸出結(jié)果：輸出最優(yōu)解作為機器人在柵格地圖上的最短路徑。

二、部分代碼

close all;
clear;
clc;
% 輸入數(shù)據(jù),即柵格地圖.20行20列
Grid=? [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;
? ? ?0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;
? ? ?0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0;
? ? ?0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0;
? ? ?0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0;
? ? ?0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0;
? ? ?0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0;
? ? ?0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0;?
? ? ?0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0;
? ? ?0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;
? ? ?0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0];
start_num = 18;? ? % 起點編號
end_num = 380;? ? % 終點序號
NP = 300;? ? ? ?% 種群數(shù)量
max_gen = 300;? % 最大進(jìn)化代數(shù)
pc = 0.8;? ? ? % 交叉概率
pm = 0.2;? ? ? % 變異概率
a = 1;? ? ? ? ?% 路徑長度比重
b = 8;? ? ? ? ?% 路徑順滑度比重
z = 1;? ? ? ? ?
new_pop1 = {}; % 元胞數(shù)組，存放路徑
[y, x] = size(Grid);
% 起點所在列（從左到右編號1.2.3...）
start_column = mod(start_num, x) + 1;?
% 起點所在行（從上到下編號行1.2.3...）
start_row = fix(start_num / x) + 1;? %Y = fix(X) 將 X 的每個元素朝零方向四舍五入為最近的整數(shù)
% 終點所在列、行
end_column = mod(end_num, x) + 1;
end_row = fix(end_num / x) + 1;

三、部分結(jié)果

四、完整MATLAB代碼

點擊main.m即可運行，可以自定義地圖及起始點。

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-838609.html

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