用遗传算法编写多辆AGV小车路径规划问题的matlab代码

时间: 2024-05-25 10:04:34 浏览: 18
以下是一个简单的遗传算法编写多辆AGV小车路径规划问题的matlab代码: ```matlab % 遗传算法参数设置 pop_size = 100; % 种群大小 num_gen = 100; % 迭代次数 cross_prob = 0.8; % 交叉概率 mut_prob = 0.05; % 变异概率 % 地图信息 map_size = 20; % 地图大小 num_agvs = 3; % 小车数量 start_pos = [1,1;3,1;5,1]; % 小车起始位置 target_pos = [10,10;15,10;18,10]; % 小车目标位置 obstacle_pos = [2,5;3,5;4,5;5,5;6,5;7,5;8,5;9,5;10,5]; % 障碍物位置 % 生成初始种群 pop = init_pop(pop_size, num_agvs, start_pos, target_pos, obstacle_pos, map_size); for i=1:num_gen % 计算适应度函数 fit = calc_fitness(pop); % 选择 parents = select_parents(pop, fit); % 交叉 offspring = crossover(parents, cross_prob); % 变异 offspring = mutation(offspring, mut_prob, map_size); % 合并种群 pop = [pop; offspring]; % 筛选 pop = select_population(pop, pop_size, fit); end % 打印最优解 [min_fit, min_idx] = min(fit); disp(['最优解: ', num2str(min_fit)]); disp(['路径规划: ', num2str(pop(min_idx,:))]); % 初始化种群 function pop = init_pop(pop_size, num_agvs, start_pos, target_pos, obstacle_pos, map_size) pop = zeros(pop_size, num_agvs*2); for i=1:pop_size for j=1:num_agvs % 随机生成路径规划 path = randi([-1,1], [1, map_size-1]); path(path==0) = 1; pop(i,(j-1)*2+1:j*2) = [start_pos(j,:), path]; end end end % 计算适应度函数 function fit = calc_fitness(pop) [pop_size, ~] = size(pop); fit = zeros(1, pop_size); for i=1:pop_size % 计算每个小车的路径长度 dist = zeros(1, num_agvs); for j=1:num_agvs path = pop(i,(j-1)*2+3:j*2+1); path = path(path~=0); pos = pop(i,(j-1)*2+1:j*2); for k=1:length(path) if path(k) == -1 pos(1) = pos(1) - 1; elseif path(k) == 1 pos(1) = pos(1) + 1; elseif path(k) == -2 pos(2) = pos(2) - 1; elseif path(k) == 2 pos(2) = pos(2) + 1; end % 判断是否到达目标位置 if pos(1)==target_pos(j,1) && pos(2)==target_pos(j,2) break; end end dist(j) = length(path); end fit(i) = sum(dist); end end % 选择 function parents = select_parents(pop, fit) [pop_size, ~] = size(pop); parents = zeros(pop_size, num_agvs*2); for i=1:pop_size % 轮盘赌选择 idx1 = randi([1,pop_size]); idx2 = randi([1,pop_size]); if fit(idx1) < fit(idx2) parents(i,:) = pop(idx1,:); else parents(i,:) = pop(idx2,:); end end end % 交叉 function offspring = crossover(parents, cross_prob) [pop_size, ~] = size(parents); offspring = zeros(pop_size, num_agvs*2); for i=1:2:pop_size % 随机选择两个个体进行交叉 if rand() <= cross_prob idx1 = randi([1,pop_size]); idx2 = randi([1,pop_size]); parent1 = parents(idx1,:); parent2 = parents(idx2,:); % 随机选择交叉点 cross_point = randi([1,num_agvs*2-1]); offspring(i,:) = [parent1(1:cross_point), parent2(cross_point+1:end)]; offspring(i+1,:) = [parent2(1:cross_point), parent1(cross_point+1:end)]; else offspring(i,:) = parents(i,:); offspring(i+1,:) = parents(i+1,:); end end end % 变异 function offspring = mutation(offspring, mut_prob, map_size) [pop_size, ~] = size(offspring); for i=1:pop_size for j=1:num_agvs % 随机选择变异点 if rand() <= mut_prob mut_point = randi([3,map_size+1]); path = offspring(i,(j-1)*2+3:j*2+1); % 随机变异 rand_val = randi([-1,1]); if rand_val == 0 rand_val = 1; end path(mut_point-2) = rand_val; offspring(i,(j-1)*2+3:j*2+1) = path; end end end end % 筛选 function pop = select_population(pop, pop_size, fit) [~, idx] = sort(fit); pop = pop(idx(1:pop_size),:); end ``` 这个代码实现了一个简单的多辆AGV小车路径规划问题的遗传算法。在这个问题中,我们需要规划每个小车从起始位置到目标位置的路径,并且路径不能穿过障碍物。我们使用遗传算法来优化路径规划,其中每个个体表示一组路径规划方案。遗传算法的迭代过程中,我们计算每个个体的适应度函数,然后进行选择、交叉和变异操作。最终得到的最优解是一组最短路径规划方案。

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