跳点搜索融合双向并行蚁群算法的AGV路径规划研究
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福建商学院

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福建省自然科学基金项目“柔性生产场景下多AGV动态无冲突路线规划问题研究”(项目编号:2021J01331)


Research on AGV Path Planning with Jump Point Search and Bi-directional Parallel Ant Colony Algorithm Integration
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Fujian Business University

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    摘要:

    在静态栅格地图中,针对传统蚁群算法进行AGV路径规划收敛慢且搜索结果容易陷入局部最优的问题,提出一种融合跳点搜索和双向并行蚁群搜索的改进算法。首先对实际研究环境进行栅格化建模,使用改进的跳点搜索算法生成双向搜索的初始次优路径,为双向蚁群搜索提供初始搜索方向参考。其次在双向并行蚁群搜索过程采用改进的转移概率启发函数,该函数在确定下一个转移节点时考虑了避免AGV与障碍物碰撞的因素,同时通过设计信息素共享机制并结合改进的信息素增量及浓度两种融合模型,共享和更新全局信息素浓度,以更好地探索和优化路径,保证双向路径连结。最后与传统蚁群算法进行实验结果对比,验证了改进算法的全局搜索能力、效率和安全性。

    Abstract:

    In static grid maps, an improved algorithm that combines Jump Point Search and Bi-directional Parallel Ant Colony Search is proposed to address the problem of slow convergence and easy trapping in local optima of traditional ant colony algorithms for AGV path planning. Firstly, the actual research environment is modeled by gridization, and the improved Jump Point Search algorithm is used to generate the initial suboptimal path for bi-directional search, providing a reference for the initial search direction of bi-directional ant colony search. Secondly, an improved transition probability heuristic function is used in the bi-directional parallel ant colony search process, which considers the avoidance of collision between AGV and obstacles when determining the next transition node. Meanwhile, by designing an information sharing mechanism and combining two fusion models of improved information increment and concentration, the global information concentration is shared and updated to better explore and optimize the path and ensure the connection of bi-directional paths. Finally, experimental results are compared with traditional ant colony algorithms to verify the improved algorithm"s global search capability, efficiency and safety.

    参考文献
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引用本文

林信川.跳点搜索融合双向并行蚁群算法的AGV路径规划研究[J].南京信息工程大学学报,,():

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  • 收稿日期:2023-10-23
  • 最后修改日期:2024-03-08
  • 录用日期:2024-03-11
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