[发明专利]基于改进的藤壶繁殖优化算法的机器人多目标路径规划

说明书

基于改进的藤壶繁殖优化算法的机器人多目标路径规划，具体步骤如下：(1)基本藤壶繁殖算法；(2)改进的藤壶繁殖优化算法；(3)机器人路径规划；本申请提供基于改进的藤壶繁殖优化算法的机器人多目标路径规划，基于现有藤壶繁殖算法进行改进优化，引入遗传算法的变异思想，之后再结合机器人多目标路径规划进行优化。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，特别是涉及到基于改进的藤壶繁殖优化算法的机器人多目标路径规划。

背景技术

近年来一种新型优化算法—藤壶繁殖优化算法得到了应用，它由马来西亚的MohdHerwanSulaiman团队提出，该算法的灵感来源于海洋中藤壶生物。这种生物出生即会游泳，成年后附着在水中的物体上并长出壳，为了应对海洋中的潮汐变化和基本不移动的生活方式，其特有的繁殖方式在于藤壶具有很长的生殖器，可以达到自身长度的7到8倍，这样以便其能接触到所有邻居进行交配，因此其生殖器长度变化在交配中起到重要作用，通过对改算法进行改进，可以用于机器人多目标路径规划，因此申请人设计基于改进的藤壶繁殖优化算法的机器人多目标路径规划。

发明内容

为了解决上述存在问题，本申请提供基于改进的藤壶繁殖优化算法的机器人多目标路径规划，基于现有藤壶繁殖算法进行改进优化，引入遗传算法的变异思想，之后再结合机器人多目标路径规划进行优化。

本发明提供基于改进的藤壶繁殖优化算法的机器人多目标路径规划，具体步骤如下：

(1)基本藤壶繁殖算法：

1)种群初始化；

首先建立藤壶群矩阵变量X，其中包含M个藤壶个体，需要解决的问题维度为D，同时对其搜索空间进行约束，设其上限为ubn＝[ubn₁ ubn₂ … ubn_D]，下限为lbn＝[lbn₁ lbn₂… lbn_D]，最后得到藤壶种群矩阵如下：

将初始种群X中包含评估后将各个解进行排序，当前最优解置于X顶部；

2)种群选择过程；

该算法种群选择过程模拟了藤壶的繁殖方式进行选择：

1、设藤壶的生殖器长度为gl，种群在生殖器长度范围内进行随机选择过程；

2、每只藤壶每次只能与另一只藤壶进行配对受精，受精方式可以是提供精子给对方或者接受对方的精子；

3、在特定的迭代过程中选择的gl大于已经设置的gl，则触发藤壶的远程受精过程；

3)种群繁殖过程：

藤壶的种群繁殖主要依据两种情况的受精产生下一代：

1、正常受精：

当需要交配的藤壶选择在gl值范围之内时，配对的父藤壶与母藤壶进行繁殖下一代，依据哈迪-温伯格定律设父藤壶基因频率为p，即代表父亲特性在下一代所占的百分比，同时设母藤壶基因频率为q，代表母亲特性在下一代所占的百分比，p、q关系为式(2)：

q＝(1-p) (2)

p为随机数，由[0,1]区间均匀产生，设配对的父亲藤壶、母亲藤壶变量为其繁殖产生得到新的子代变量：

2、远程受精：

当需要交配的藤壶选择在gl值范围之外时，将会触发藤壶的远程受精，即母亲藤壶接受了水中其它藤壶释放的精子，新的子代只依据母亲藤壶生成：