一种障碍物环境中tsp避障最优路径规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能路径规划领域，尤其是涉及一种障碍物环境中TSP避障最优路径 规划方法。
【背景技术】
[0002] 旅行商问题的最早模型是18世纪欧拉研宄的骑士周游问题，就是寻找遍历国际 象棋棋盘所有格子的方法。其一般性描述为：已知N个目标点的详细坐标信息，任务必须遍 历所有目标点q-次，最终返回起始点c i。求取任务遍历次序R = (Cp c2,. . .，cN, cj，使其 便利路径总长度最短。
[0003] 最优路径目标函数为：
【主权项】
1. 一种障碍物环境中TSP避障最优路径规划方法，其特征在于，包括W下步骤： (1) 利用栅格法划分环境地图，设定栅格地图的分辨率，障碍物栅格位置，要遍历的所 有目标点栅格； (2) 利用遗传算法捜索得到每两个目标栅格之间的最优栅格路径W及该路径的最短距 离； (3) 采用上述最优栅格路径和距离代替目标栅格对应的坐标点之间的直线路径和距 离，对所有目标栅格对应的坐标点采用经典TSP问题路径规划的遗传算法设计进行规划， 得到有障碍物的栅格环境中TSP问题的最优栅格路径和最短距离。
2. 根据权利要求1所述的一种障碍物环境中TSP避障最优路径规划方法，其特征在于， 所述的每两个目标栅格之间的最优栅格路径具体为： 有障碍物的栅格环境中的n个目标栅格之间共有C"2个两两目标栅格对，将每个目标栅 格对应的一个目标栅格视为起点，另一目标栅格为目标点，则两两目标栅格之间的路径规 划等效于G条已知起点和目标点的栅格环境中最短路径规划问题。
3. 根据权利要求2所述的一种障碍物环境中TSP避障最优路径规划方法，其特征在于， 所述的采用上述最优栅格路径代替目标栅格对应的坐标点之间的直线路径具体为： 经典TSP问题中，任意两个任务点Ci和CW之间通过直线连接，两点的距离d(c。Cw) 就是利用坐标的距离公式求出的距离
在多数实际应用的障碍物环境中，简单地套用W上公式计算任意两点间的直线距离， 会跨越障碍物区域，从而产生无效路径； 通过规划出两两目标点之间的最优栅格路径和最短距离，分别将其作为两目标点的固 定路径和距离，解决了障碍物环境中TSP路径规划的避障问题。
4. 根据权利要求3所述的一种障碍物环境中TSP避障最优路径规划方法，其特征在于， 采用经典TSP路径规划的遗传算法设计，得出遍历所有目标点的最优遍历次序，所有最优 遍历次序目标点之间的最优栅格路径和最短距离的连接即是障碍物环境中TSP的整体最 优路径和总距离。
5. 根据权利要求1所述的一种障碍物环境中TSP避障最优路径规划方法，其特征在于， 将两两目标栅格间最优路径和最短距离代替对应目标点间直线路径和直线距离，在避开障 碍物的前提下进行目标栅格的遍历路径寻优，很好地实现了避障和最优路径的两大目标， 得到了障碍物环境中TSP问题的最优组合路径。
【专利摘要】本发明涉及一种障碍物环境中TSP避障最优路径规划方法，包括以下步骤：(1)利用栅格法划分环境地图，设定栅格地图的分辨率，障碍物栅格位置，要遍历的所有目标点栅格；(2)利用遗传算法搜索得到每两个目标栅格之间的最优栅格路径以及该路径的最短距离；(3)采用上述最优栅格路径和距离代替目标栅格对应的坐标点之间的直线路径和距离，对所有目标栅格对应的坐标点采用经典TSP问题路径规划的遗传算法设计进行规划，得到有障碍物的栅格环境中TSP问题的最优栅格路径和最短距离。与现有技术相比，本发明解决了实际工程应用中存在障碍物约束下，遍历多个任务点，以避障和最短路径距离为目标的遍历次序最优组合规划难题。
【IPC分类】G06N3-12, G05B13-04
【公开号】CN104850011
【申请号】CN201510267991
【发明人】吕学勤, 姜英杰, 叶建荣, 段利伟, 张心华
【申请人】上海电力学院
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月22日