Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Lập kế hoạch đường đi của robot dựa trên thuật toán tối ưu hóa bọ phân cải tiến
Tóm tắt
Trong bài báo này, một thuật toán tối ưu hóa bọ phân cải tiến (IDBO) kết hợp với phương pháp cửa sổ động (DWA) được đề xuất để giải quyết vấn đề lập kế hoạch đường đi trong các môi trường tĩnh và động. Phương pháp này mô hình hóa toán học các hành vi lăn, sinh sản, kiếm ăn và ăn cắp của bọ phân. Để giải quyết các hạn chế của thuật toán tối ưu hóa bọ phân truyền thống trong lập kế hoạch đường đi, bốn khía cạnh cải tiến được đề xuất nhằm tăng cường hiệu quả của thuật toán. Đầu tiên, để tăng cường tính ngẫu nhiên và đa dạng trong tìm kiếm, một phương pháp khởi tạo quần thể ban đầu sử dụng bản đồ hỗn loạn Chebyshev được giới thiệu. Sau đó, chiến lược sin vàng thích ứng với đường cong (CGSS) được sử dụng để thay thế công thức cập nhật vị trí của bọ phân lăn nhằm tăng tỷ lệ hội tụ và độ chính xác trong quá trình tìm kiếm. Thứ ba, công thức cập nhật vị trí cho bọ phân sinh sản và kiếm ăn đã được cải tiến bằng cách sử dụng các chuyến bay Levy với chiến lược đột biến Cauchy-t (LCTS) để tăng cường khả năng khám phá và tính thích ứng của quá trình tìm kiếm. Cuối cùng, hệ số trọng số động được giới thiệu để điều chỉnh công thức hành vi ăn cắp nhằm cải thiện tính thích ứng và độ bền của thuật toán đối với các vấn đề khác nhau. Thuật toán cải tiến cho thấy sự nâng cao rõ rệt về hiệu suất tìm kiếm và chất lượng giải pháp bằng cách sử dụng các hàm kiểm tra và xác thực thực nghiệm cho vấn đề lập kế hoạch đường đi. So với thuật toán tối ưu hóa bọ phân truyền thống và các thuật toán tối ưu hóa khác, thuật toán cải tiến có thể hội tụ đến giải pháp tối ưu nhanh hơn và có khả năng tìm kiếm toàn cục tốt hơn cũng như độ ổn định cao hơn.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Zhang Y, Gao F, Zhao F (2023) Research on path planning and tracking control of autonomous vehicles based on improved RRT* and PSO-LQR. Processes 11(6):1841
Rajmohan S, Ramasubramanian N (2023) Improved Symbiotic organisms search for path planning of unmanned combat aerial vehicles. J Ambient Intell Humaniz Comput 14(4):4289–4311
Bahrami N, Siadatmousavi SM (2023) Ship voyage optimisation considering environmental forces using the iterative Dijkstra's algorithm. Sh Offshore Struct. https://doi.org/10.1080/17445302.2023.2231200
Zhang Z, Jiang J, Wu J, Zhu X (2023) Efficient and optimal penetration path planning for stealth unmanned aerial vehicle using minimal radar cross-section tactics and modified A-Star algorithm. ISA Trans 134:42–57
Fan J, Chen X, Liang X (2023) UAV trajectory planning based on bi-directional APF-RRT* algorithm with goal-biased. Expert Syst Appl 213:119137
Luan PG, Thinh NT (2023) Hybrid genetic algorithm based smooth global-path planning for a mobile robot. Mech Based Des Struct Mach 51(3):1758–1774
Huang C, Zhou X, Ran X, Wang J, Chen H, Deng W (2023) Adaptive cylinder vector particle swarm optimization with differential evolution for UAV path planning. Eng Appl Artif Intell 121:105942
Wu L, Huang X, Cui J, Liu C, Xiao W (2023) Modified adaptive ant colony optimization algorithm and its application for solving path planning of mobile robot. Expert Syst Appl 215:119410
Xue J, Shen B (2023) Dung beetle optimizer: A new meta-heuristic algorithm for global optimization. J Supercomput 79(7):7305–7336
Zhu F, Li G, Tang H, Li Y, Lv X, Wang X (2024) Dung beetle optimization algorithm based on quantum computing and multi-strategy fusion for solving engineering problems. Expert Syst Appl 236:121219
Guo X, Qin X, Zhang Q, Zhang Y, Wang P, Fan Z (2023). Hyperparameter optimization of CNN using DBO for speaker recognition.
Shen Q, Zhang D, Xie M, He Q (2023) Multi-strategy enhanced dung beetle optimizer and its application in three-dimensional UAV path planning. Symmetry 15(7):1432
Dong Y, Yu Z, Hu T, He C (2023) Inversion of Rayleigh wave dispersion curve based on improved dung beetle optimizer algorithm. Pet Geol Recovery Effic 30(4):86–97
Chang Z, Luo J, Zhang Y, Teng Z (2023) A mixed strategy improved dung beetle optimization algorithm and its application
Jin M, Wang H (2023) Robot path planning by integrating improved A* algorithm and DWA algorithm. J Phys Conf Ser 2492(1):012017
Deebak BD, Hwang SO (2023) A cloud-assisted medical cyber-physical system using a privacy-preserving key agreement framework and a chebyshev chaotic map. IEEE Syst J 17(4):5543–5554
Li M, Xu G, Fu Y, Zhang T, Du L (2022) Improved whale optimization algorithm based on variable spiral position update strategy and adaptive inertia weight. J Intell Fuzzy Syst 42(3):1501–1517
Tanyildizi E, Demir G (2017) Golden sine algorithm: a novel math-inspired algorithm. Adv Electr Comput Eng 17(2):71–79
Acikgoz H, Coteli R, Tanyildizi E, Dandil B, Kayisli K (2023) Advanced control of three-phase PWM rectifier using interval type-2 fuzzy neural network optimized by modified golden sine algorithm. Elect Power Compon Syst 51(10):933–948
Zhao P, Zhang D, Zhang L, Zou C (2023) Bald eagle search optimization algorithm with golden sine algorithm and crisscross strategy. J Comput Appl 43(1):192
Lu W, Shi C, Fu H, Xu Y (2023) Fault diagnosis method for power transformers based on improved golden jackal optimization algorithm and random configuration network. IEEE Access 11(11):35336–35351
He Q, Liu H, Ding G, Tu L (2023) A modified Lévy flight distribution for solving high-dimensional numerical optimization problems. Math Comput Simul 204:376–400
Niu Y, Yan X, Wang Y, Niu Y (2023) Three-dimensional UCAV path planning using a novel modified artificial ecosystem optimizer. Expert Syst Appl 217:119499
Liu X, Li G, Yang H, Zhang N, Wang L, Shao P (2023) Agricultural UAV trajectory planning by incorporating multi-mechanism improved grey wolf optimization algorithm. Expert Syst Appl 233:120946
Nadimi-Shahraki MH, Zamani H, Asghari Varzaneh Z, Mirjalili S (2023) A systematic review of the whale optimization algorithm: theoretical foundation, improvements, and hybridizations. Arch Comput Methods Eng 30(7):4113–4159
Sahoo SK, Saha AK, Ezugwu AE, Agushaka JO, Abuhaija B, Alsoud AR, Abualigah L (2023) Moth flame optimization: theory, modifications, hybridizations, and applications. Arch Comput Method Eng 30(1):391–426
Nayak J, Swapnarekha H, Naik B, Dhiman G, Vimal S (2023) 25 years of particle swarm optimization: Flourishing voyage of two decades. Arch Comput Method Eng 30(3):1663–1725
Alamir N, Kamel S, Megahed TF, Hori M, Abdelkader SM (2023) Developing hybrid demand response technique for energy management in microgrid based on pelican optimization algorithm. Elect Power Syst Res 214:108905
Mohammed KK, Mekhilef S (2023) Improved snake optimizer algorithm-based GMPPT With a fast response to the load variations under different weather conditions for PV systems. IEEE Trans Ind Electron. https://doi.org/10.1109/TIE.2023.3301526
Xiong Q, She J, Xiong J (2023) A new pelican optimization algorithm for the parameter identification of memristive chaotic system. Symmetry 15(6):1279