遗传算法GA求解机器人栅格地图最短路径规划,可以自定义地图及起始点(提供MATLAB代码)

一、原理介绍

遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法,常用于求解复杂问题。在机器人栅格地图最短路径规划中,遗传算法可以用来寻找最优路径。

遗传算法的求解过程包括以下几个步骤:

  1. 初始化种群:随机生成一组初始解,每个解表示机器人在栅格地图上的路径。

  2. 评估适应度:根据路径的长度或者其他评价指标,计算每个解的适应度值。

  3. 选择操作:根据适应度值,选择一部分优秀的解作为父代,用于产生下一代解。

  4. 交叉操作:通过交叉操作,将父代解的某些部分进行交换和组合,生成新的解。

  5. 变异操作:对新生成的解进行变异操作,引入一定的随机性,增加解的多样性。

  6. 更新种群:将新生成的解加入到种群中,并淘汰一部分适应度较低的解。

  7. 终止条件判断:根据预设的终止条件(如达到最大迭代次数或找到满意的解),判断是否结束算法。

  8. 输出结果:输出最优解作为机器人在栅格地图上的最短路径。

二、部分代码

复制代码
close all;
clear;
clc;
% 输入数据,即栅格地图.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;    % 起点编号
end_num = 380;    % 终点序号
NP = 300;       % 种群数量
max_gen = 300;  % 最大进化代数
pc = 0.8;      % 交叉概率
pm = 0.2;      % 变异概率
a = 1;         % 路径长度比重
b = 8;         % 路径顺滑度比重
z = 1;         
new_pop1 = {}; % 元胞数组,存放路径
[y, x] = size(Grid);
% 起点所在列(从左到右编号1.2.3...)
start_column = mod(start_num, x) + 1; 
% 起点所在行(从上到下编号行1.2.3...)
start_row = fix(start_num / x) + 1;  %Y = fix(X) 将 X 的每个元素朝零方向四舍五入为最近的整数
% 终点所在列、行
end_column = mod(end_num, x) + 1;
end_row = fix(end_num / x) + 1;

三、部分结果

四、完整MATLAB代码

遗传算法GA求解机器人栅格地图最短路径规划,可以自定义地图及起始点(提供MATLAB代码)

点击main.m即可运行,可以自定义地图及起始点。

相关推荐
风象南6 小时前
普通人用AI加持赚到的第一个100块
人工智能·后端
牛奶7 小时前
2026年大模型怎么选?前端人实用对比
前端·人工智能·ai编程
牛奶7 小时前
前端人为什么要学AI?
前端·人工智能·ai编程
地平线开发者8 小时前
SparseDrive 模型导出与性能优化实战
算法·自动驾驶
董董灿是个攻城狮9 小时前
大模型连载2:初步认识 tokenizer 的过程
算法
地平线开发者9 小时前
地平线 VP 接口工程实践(一):hbVPRoiResize 接口功能、使用约束与典型问题总结
算法·自动驾驶
罗西的思考9 小时前
AI Agent框架探秘:拆解 OpenHands(10)--- Runtime
人工智能·算法·机器学习
冬奇Lab10 小时前
OpenClaw 源码精读(2):Channel & Routing——一条消息如何找到它的 Agent?
人工智能·开源·源码阅读
冬奇Lab10 小时前
一天一个开源项目(第38篇):Claude Code Telegram - 用 Telegram 远程用 Claude Code,随时随地聊项目
人工智能·开源·资讯
格砸11 小时前
从入门到辞职|从ChatGPT到OpenClaw,跟上智能时代的进化
前端·人工智能·后端