Matlab实现鼠群优化算法(ROS)求解路径规划问题

目录

1.内容介绍

2.部分代码

3.实验结果

4.内容获取

1内容介绍

鼠群优化算法(ROS)是一种受自然界老鼠群体行为启发的优化算法。该算法通过模拟老鼠在寻找食物时的探索、跟随和聚集行为来探索问题的最优解。ROS因其高效的全局搜索能力和局部搜索能力而受到广泛关注。

算法特点:

  • 模拟自然行为:ROS通过模拟老鼠的探索、跟随和聚集等行为来搜索最优解。
  • 简洁的数学模型:使用直观的数学公式来描述老鼠的行为模式,易于理解和实现。
  • 高效寻优:能够快速收敛至最优路径,提高路径规划的效率。
  • 适应性强:能在复杂多变的环境中保持良好的性能,展现出色的鲁棒性。

在路径规划中的优势:

  • 快速收敛:通过模拟老鼠的自然行为,ROS能够迅速找到接近最优的路径。
  • 鲁棒性强:即使在环境条件复杂多变的情况下,也能保持路径规划的最优性和稳定性。
  • 灵活性高:适用于多种应用场景,如无人机路径规划、自动驾驶汽车路径选择等。
  • 易于集成:算法结构清晰,易于与其他系统或技术结合,促进智能导航系统的构建和发展。

鼠群优化算法为路径规划问题提供了一个新颖而有效的解决方案,不仅加速了最优路径的搜索过程,还提高了路径规划的精度和可靠性,是实现智能导航和自动化控制的理想选择。

2部分代码

clc

clear

close all

tic

%% 地图

G=EXE;

for i=1:20/2

for j=1:20

m=G(i,j);

n=G(21-i,j);

G(i,j)=n;

G(21-i,j)=m;

end

end

%%

S = [1 1];

E = [20 20];

G0 = G;

G = G0(S(1):E(1),S(2):E(2));

[Xmax,dimensions] = size(G);

dimensions = dimensions - 2;

%% 参数设置

SearchAgents_no=20; % Number of search agentszhogn'qu群数量

Max_iteration=200; % Maximum numbef of iterations迭代次数

X_min = 1;

%% 算法

[Alpha_score,Alpha_pos,Convergence_curve]=ROS(SearchAgents_no,Max_iteration,dimensions,Xmax,G);

global_best=Alpha_pos;

%% 结果分析

global_best = round(global_best);

figure(1)

plot(Convergence_curve,'g-');

hold on

xlabel('迭代次数')

ylabel('路径长度')

title(' 收敛曲线变化趋势 ')

legend('ROS')

route = [S(1) Alpha_pos E(1)];

path=generateContinuousRoute(route,G);

path=GenerateSmoothPath(path,G);

figure(2)

for i=1:20/2

for j=1:20

m=G(i,j);

n=G(21-i,j);

G(i,j)=n;

G(21-i,j)=m;

end

end

n=20;

for i=1:20

for j=1:20

if G(i,j)==1

x1=j-1;y1=n-i;

x2=j;y2=n-i;

x3=j;y3=n-i+1;

x4=j-1;y4=n-i+1;

fill([x1,x2,x3,x4],[y1,y2,y3,y4],'K');

hold on

else

x1=j-1;y1=n-i;

x2=j;y2=n-i;

x3=j;y3=n-i+1;

x4=j-1;y4=n-i+1;

fill([x1,x2,x3,x4],[y1,y2,y3,y4],[1,1,1]);

hold on

end

end

end

hold on

title(' 20*20栅格地图 ')

%% 路径

L=size(path,1);

Sx=path(1,1)-0.5;

Sy=path(1,2)-0.5;

plot(Sx,Sy,'ro','MarkerSize',4,'LineWidth',4); % 起点

for i=1:L-1

figure(2)

ROS=plot([path(i,2) path(i+1,2)]-0.5,[path(i,1) path(i+1,1)]-0.5,'g+-','LineWidth',1.5,'markersize',4);

end

Ex=path(end,1)-0.5;

Ey=path(end,2)-0.5;

plot(Ey,Ex,'gs','MarkerSize',4,'LineWidth',4); % 终点

hold on

legend(ROS,{'ROS'})

3实验结果

4内容获取

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Matlab实现鼠群优化算法(ROS)求解路径规划问题源码介绍:

1.MatlabR2018b及以上版本一键运行;

2.具有良好的编程习惯,程序均包含简要注释。

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