粒子群算法路径规划 多 源码

时间: 2023-10-13 12:21:31 浏览: 26
下面是一个基于粒子群算法的路径规划的Python示例代码,可以实现多起点多终点的路径规划。 ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 地图大小 map_size = 100 # 障碍物坐标 obstacles = [(20, 20), (30, 30), (40, 40)] # 目标点坐标 goals = [(80, 80), (90, 90)] # 粒子数 num_particles = 50 # 迭代次数 num_iterations = 100 # 惯性权重 w = 0.7 # 个体学习因子 c1 = 1.4 # 社会学习因子 c2 = 1.4 class Particle: def __init__(self): self.position = np.array([np.random.randint(map_size), np.random.randint(map_size)]) self.velocity = np.zeros(2) self.best_position = self.position.copy() self.best_cost = np.inf def update_position(self): self.position += self.velocity if self.position[0] < 0: self.position[0] = 0 elif self.position[0] >= map_size: self.position[0] = map_size - 1 if self.position[1] < 0: self.position[1] = 0 elif self.position[1] >= map_size: self.position[1] = map_size - 1 def evaluate(self): cost = np.inf for goal in goals: dist = np.sqrt(np.sum((self.position - goal)**2)) if dist < cost: cost = dist for obstacle in obstacles: dist = np.sqrt(np.sum((self.position - obstacle)**2)) if dist < 1: cost = np.inf break if cost < self.best_cost: self.best_position = self.position.copy() self.best_cost = cost return cost class PSO: def __init__(self): self.particles = [Particle() for _ in range(num_particles)] self.global_best_position = np.array([np.inf, np.inf]) self.global_best_cost = np.inf def update(self): for i, particle in enumerate(self.particles): r1 = np.random.rand(2) r2 = np.random.rand(2) particle.velocity = w * particle.velocity + \ c1 * r1 * (particle.best_position - particle.position) + \ c2 * r2 * (self.global_best_position - particle.position) particle.update_position() cost = particle.evaluate() if cost < self.global_best_cost: self.global_best_position = particle.position.copy() self.global_best_cost = cost def run(self): costs = [] for i in range(num_iterations): self.update() costs.append(self.global_best_cost) print(f"Iteration {i+1}: Best Cost = {self.global_best_cost:.2f}") return costs if __name__ == "__main__": pso = PSO() costs = pso.run() plt.plot(costs) plt.xlabel("Iteration") plt.ylabel("Best Cost") plt.title("PSO for Path Planning") plt.show() ``` 在这个示例代码中,我们使用了一个Particle类来表示每个粒子,其中包括其位置、速度以及历史最佳位置和最佳代价。在PSO类中,我们初始化了一组粒子,并在每次迭代中更新其速度和位置,并计算粒子的当前代价,然后将其与历史最佳代价进行比较。最终,我们输出了最佳代价的变化情况。

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