基于正反馈自适应遗传算法的机器人路径滚动规划
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径前进一 步。每前进一 步 ， 都重复这一过程 ， 因此 ， 机器人在 动
态 局 部优 化路 径 引 导 下 ， 沿 一 条 全 局 较 优 的路 径 安全 地 到达 可
终点 。仿真实验结果表 明 ， 即使在障碍物非常复杂 的地理环境
中， 用本算法也能迅速规划 出一条 优化路 径 ， 能安全地 到达 且
终点 ， 果十分令人满意 。 效
１ 环 境描 述
机器人路径规划就是在 工作环境 中寻 找一个从 起始点 到 目标点的序列 ， 这些点及相 邻点之间的连线不与环境中障碍物 相交 ， 在所 有这样 的序列 中， 序列 的代价 （ 且 该 如路 径长度 、 费 用等 ） 最小 。机器人 的工作环境在 坐标系 Ｘ Ｙ中，ｔ ｔ Ｏ ｓ ｒ 为机器 ａ
ｎ ｗ ｏ ｔｐ ｔ ｌ ｎ ｎ ａ ｅ １ ｐｏ ｉｉｅ ｆｅ ｂａ ｋ ａ ａ ｉｅ ｇ ｎ ｔｃ ａ ｇ ｒｔｍ ｙ ｉ ｅ ｒ ｔｎ ｎｔａｇ ｒｔｍ ，ｓｍｕ ａｅ ｎ ａ— ｅ ｒ ｂｏ ａｈ ｐａｎ ｉ ｇ ｂ ｓ ｄ Ｏ３ ｓｔｖ ｅ ｄ ｃ ｄ ｐｔｖ ｅ ｅ ｉ ｌｏ ｈ ｂ ｎｔｇ ａｉ ｇ ａ ｌｏ ｈ ｉ ｉ ｉ ｌ ｔｄ ａ ｎｅ ｌ ｌ ｏ ｔ ，ｏ ｌｎ ｌ ｎ ｉ ｇ ａ ｄ ｇ ｎ ｔｃ ａｇ ｒｔ ． ｍｐｕｅ ｘｐ ｒｍｅ ｅ ｕｔ ｅ ｉ ａｇ ｒ ｈｍ ｒｌｉ ｇ ｐ ａ ｎ ｎ ｎ ｅ ｅ ｉ ｌ ｏ ｈｍ Ｃｏ ｎｇ ｉ ｉ ｔｒｅ ｅ ｉ ｎｔｒ ｓ ｌｓｄ ｍｏｎ ｔａｅｔ ａ ｈｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌｏ ｔ ｃ ｎ ｓｒｔ ｈ ｔｔ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｇ ｒ ｈｍ ａ ｉ ｂ ｓ ｄ ｔ ｏｖ ｈｅ ｐ ｔ ｌｎｎｎｇｆ ｒｍｏ ｉｅ ｒ ｂ ｔｅ ｅ ｎ ｔ ｏ ｅ ｕ ｅ ｏ ｓ ｌｅ ｔ ａｈ ｐａ ｉ ｏ ｂｌ ｏ ｏ ｖ ｎ ｉ ｈｅｃ ｍｐｌｘ ｕ ｎ ｗｎ ｅ ｖｒ ｎｍｅ ｔ ｎ ｃ ｉ ｖ ｈ ｕｃ ｓ ｆ ｂ ｅ ｎｋ ｏ ｎ ｉｏ ｎ ，ａ ｄ ａ ｈ ｅ ｅ ｔｅ ｓ ｃｅ ｓｕｌｏ — ｓａ ｌ ｖ ｉ ａ ｃ ． ｔｃｅ ａ ｏ ｄ ｎ ｅ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｐａｈ ｐｌｎ ｎｇ；ｇ ｎ ｔｃ ａｇ ｒｔ ｍ ；ｒ ｌ ｎ ａ ｎｉｇ；ａ ａ ｔｖ ｔ ａ ｎｉ ｅ ｅｉ ｌｏ ｉｈ ｏｌ ｇ ｐｌｎ ｎ ｉ ｄ ｐ ｉｅ
机器人路径规划是指移 动机器人 在工作 空间 中搜 索一条
从起 点到 目标点的最优或近 似最优 的无 碰路 径。 由于它是研 究机器人 控制的基 础问题 ， 得到广泛的研究和关注 。如何保证
在 复 杂 环 境 下 规 划 出 的 机 器 人 路 径 是 全 局 最 优 或 基 本 最 优 一 直是 这一 领 域 的一 个 研 究 难 题 。 已 有 不 少 学 者 提 出 了解 决 未 知 环境 下 机器 人 路 径 规 划 的方 法 和策 略 ， 基 于 滚 动 窗 口 的规 如 划方法 … 、 蚁群算法 Ｊ粒子群算法 等 。其 中遗 传算法是 通 、 过 模 拟 生 物 的进 化 过 程 而 实 现 的 一 种 最 优 化 方 式 。 遗 传 算 法
ｄｔ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —６ ５ ２ １ ．６ Ｏ １ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １３ ９ ．０ ０ ０ ． １ ｓ
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第２ ７卷 第 ６期
２１ ０ ０年 ６月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ａｃ ｆ Ｃ ｍｐ ｔｒ ｐ ｉ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ６ １２ ．
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ． ００
基 于 正反 馈 自适应 遗 传 算 法 的 机 器 人 路径 滚 动 规 划 术
胡喜玲 ，国海 涛
（ 东大学 信 息科 学与 工程 学院 ， 东 烟 台 ２４２ ） 鲁 山 ６０ ５ 摘 要 ：针 对传统 遗传 算法 求解机 器人路径 规 划 问题 存在 的收敛 速度 较慢 的缺 陷 ， 蚂蚁 算 法、 拟 退 火算 法 、 将 模
滚动规 划和 遗传 算法相 结合 ， 出了一 种新 颖的基 于 正反馈 自适应 遗 传 算 法的 滚 动规 划 。仿 真 实验表 明 ， 提 即使
在复 杂的未 知环境 下 ， 用本算 法也可 以规 划 出一 条全局优 化路 径 ， 能安全 避碰 。 利 且
关键词 ：路径 规 划 ； 传算 法 ；滚动规 划 ；自适 应 遗
中图分 类号 ：Ｔ ２ ２ ６ Ｐ ４ ． 文献 标志 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ６ ５ ２ １ ） ６ ２ ３ － ３ ０ １３ ９ （０ ０ ０ —０ ７ ０
（ ｏｌ ｅｏ ｆｒ ａｉ ｃ ｎｅ＆ Ｅ ｇｎｅｎ Ｌ ｄｎ ｎｖｒｔ，Ｙｎａ ｈ ｎ ｏｇ２ ４ ２ ，Ｃ ｉａ Ｃｌｇ Ｉ ｏｍ ｔ ｎＳｉ ｃ ｅ ｆｎ ｏ ｅ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｕｏ ｇＵ ｉ ｓｙ ａ ｔｉ ａ ｄｎ ６ ０ ５ ｈｎ ） ｉ ｅｉ Ｓ
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中， 用本算法也能迅速规划 出一条 优化路 径 ， 能安全地 到达 且
终点 ， 果十分令人满意 。 效
１ 环 境描 述
机器人路径规划就是在 工作环境 中寻 找一个从 起始点 到 目标点的序列 ， 这些点及相 邻点之间的连线不与环境中障碍物 相交 ， 在所 有这样 的序列 中， 序列 的代价 （ 且 该 如路 径长度 、 费 用等 ） 最小 。机器人 的工作环境在 坐标系 Ｘ Ｙ中，ｔ ｔ Ｏ ｓ ｒ 为机器 ａ
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第２ ７卷 第 ６期
２１ ０ ０年 ６月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ａｃ ｆ Ｃ ｍｐ ｔｒ ｐ ｉ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ６ １２ ．
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ． ００
基 于 正反 馈 自适应 遗 传 算 法 的 机 器 人 路径 滚 动 规 划 术
胡喜玲 ，国海 涛
（ 东大学 信 息科 学与 工程 学院 ， 东 烟 台 ２４２ ） 鲁 山 ６０ ５ 摘 要 ：针 对传统 遗传 算法 求解机 器人路径 规 划 问题 存在 的收敛 速度 较慢 的缺 陷 ， 蚂蚁 算 法、 拟 退 火算 法 、 将 模
滚动规 划和 遗传 算法相 结合 ， 出了一 种新 颖的基 于 正反馈 自适应 遗 传 算 法的 滚 动规 划 。仿 真 实验表 明 ， 提 即使
在复 杂的未 知环境 下 ， 用本算 法也可 以规 划 出一 条全局优 化路 径 ， 能安全 避碰 。 利 且
关键词 ：路径 规 划 ； 传算 法 ；滚动规 划 ；自适 应 遗
中图分 类号 ：Ｔ ２ ２ ６ Ｐ ４ ． 文献 标志 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ６ ５ ２ １ ） ６ ２ ３ － ３ ０ １３ ９ （０ ０ ０ —０ ７ ０