写一个使用狼群算法来实现10个智能体成功围捕一个动态目标的python程序,绘制出智能体和目标的位置
时间: 2023-04-08 20:03:55 浏览: 95
Python狼群搜索算法(Wolf Pack Search Algorithm)优化示例代码
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我可以回答这个问题。以下是一个使用狼群算法来实现10个智能体成功围捕一个动态目标的python程序,并绘制出智能体和目标的位置的示例代码:
```python
import random
import math
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义智能体类
class Agent:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
self.speed = 1
self.direction = random.uniform(0, 2 * math.pi)
def move(self):
self.x += self.speed * math.cos(self.direction)
self.y += self.speed * math.sin(self.direction)
def distance_to(self, other):
return math.sqrt((self.x - other.x) ** 2 + (self.y - other.y) ** 2)
# 定义目标类
class Target:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def move(self):
self.x += random.uniform(-1, 1)
self.y += random.uniform(-1, 1)
# 定义狼群算法类
class WolfPackAlgorithm:
def __init__(self, num_agents):
self.num_agents = num_agents
self.agents = [Agent(random.uniform(0, 100), random.uniform(0, 100)) for _ in range(num_agents)]
self.target = Target(random.uniform(0, 100), random.uniform(0, 100))
def run(self, num_iterations):
for i in range(num_iterations):
for agent in self.agents:
# 计算智能体与目标的距离
distance_to_target = agent.distance_to(self.target)
if distance_to_target < 1:
# 目标被围捕,结束算法
return i
# 计算智能体与其他智能体的距离
distances_to_others = [agent.distance_to(other) for other in self.agents if other != agent]
# 找到距离最近的智能体
closest_agent = self.agents[distances_to_others.index(min(distances_to_others))]
# 计算智能体与最近的智能体的距离
distance_to_closest_agent = agent.distance_to(closest_agent)
# 更新智能体的方向
agent.direction = (1 - random.random()) * agent.direction + random.random() * math.atan2(closest_agent.y - agent.y, closest_agent.x - agent.x)
# 更新智能体的速度
agent.speed = (1 - random.random()) * agent.speed + random.random() * (1 / distance_to_closest_agent + 1 / distance_to_target)
# 让智能体移动
agent.move()
# 让目标移动
self.target.move()
# 算法未能成功围捕目标
return -1
# 创建狼群算法对象并运行算法
wpa = WolfPackAlgorithm(10)
num_iterations = wpa.run(1000)
# 绘制智能体和目标的位置
plt.scatter([agent.x for agent in wpa.agents], [agent.y for agent in wpa.agents], color='blue')
plt.scatter(wpa.target.x, wpa.target.y, color='red')
plt.show()
```
这个程序使用狼群算法来模拟10个智能体围捕一个动态目标的过程。智能体会根据距离最近的智能体和目标的位置来更新自己的方向和速度,并移动到新的位置。目标会随机移动。程序会运行1000次迭代,如果在这些迭代中目标被围捕,程序会返回围捕目标所需的迭代次数,否则返回-1。最后,程序会绘制智能体和目标的位置。
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