本发明专利技术提供了一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法及装置，涉及路径规划的技术领域，包括：获取待规划路径包含的城市节点；将预设数量的蚂蚁设置于城市节点中，并利用蚁群算法，基于节点信息素量和节点间距离确定每个蚂蚁对应的原路径；基于路径的长度值，针对细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，以更新节点信息素量；基于更新后的节点信息素量重新确定每个蚂蚁对应的原路径，并基于重新确定的路径的长度值，针对细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，直至满足预设迭代停止条件，得到城市路径规划结果。本发明专利技术可以提高城市路径规划的效率及其准确率，优化城市路径规划的全局搜索能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路径规划，尤其是涉及一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法及装置。
技术介绍
1、随着人们对算法的研究不断升入，发现蚁群算法的缺陷在不断扩大。例如收敛速度过慢，由于一开始设置的信息素是相同的，但是蚂蚁选择下个一地点是随机的，但是一旦研究范围变大会导致收敛速度变慢，需要足够长的时间才获得效益。还有容易陷入局部最优的状况，当蚂蚁寻找到某个相对优秀的路径时，所有蚂蚁便更倾向这个路径，只有一小部分会去其他，由于正反馈机制导致这个不完美的解会不断强化导致陷入局部很难跳出。
2、最近几年来，国内外很多学者对路径规划及其寻优问题进行了深入。毛寿祺等一些学者在利用此算法对水面上的无人船进行了全局的路径规划，提高在水面上动态躲避障碍物的要求，以及引用转向角度问题提高了精确度。karimzadeh m k等学者引用蚁群算法的深度学习对人体癌症细胞的检索确定，帮助患者及时发现自己目前的问题。宋宇通过改进的蚁群算法对物流机器人的路径进行优化取得了不错的效果。但是对于复杂问题没有切实解决的手段。
3、申请人发现现有技术中至少存在如下问题：目前在进行城市路径规划的过程中，通常采用蚁群算法，但是蚁群算法的收敛性慢，容易陷入局部最优问题，其算法的准确度与速度不高，导致路径规划效果较差、效率较低。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法及装置，可以提高城市路径规划的效率及其准确率，优化城市路径规划的全局搜索能力。</p>2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，包括：
3、获取待规划路径包含的城市节点；
4、将预设数量的蚂蚁设置于所述城市节点中，并利用蚁群算法，基于节点信息素量和节点间距离确定每个所述蚂蚁对应的原路径；其中，所述蚂蚁与细菌一一关联，所述蚂蚁用于表征车辆，所述细菌用于记录所述蚂蚁对应的所述路径的长度值，所述节点信息素用于表征经过所述城市节点的车辆数；
5、基于所述路径的长度值，针对所述细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，以更新所述节点信息素量；
6、基于更新后的所述节点信息素量重新确定每个所述蚂蚁对应的原路径，并基于重新确定的所述路径的长度值，针对所述细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，直至满足预设迭代停止条件，得到城市路径规划结果。
7、在一种实施方式中，基于所述路径的长度值，针对所述细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，以更新所述节点信息素量的步骤，包括：
8、基于所述路径的长度值对所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值；
9、基于所述成长度值对所述细菌复制操作后的所述细菌执行细菌趋向操作，以确定所述细菌对应的新路径；
10、基于所述细菌对应的新路径和所述蚂蚁对应的原路径，对所述细菌趋向操作后的所述细菌进行三次筛选操作，并更新所述节点信息素量。
11、在一种实施方式中，基于所述路径的长度值对所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值的步骤，包括：
12、按照所述路径的长度值从大到小的顺序，对所述细菌进行排列，得到第一细菌排序结果；
13、基于第一筛选百分比，从所述第一细菌排序结果中的小值一侧按序选取细菌，以实现对所述细菌进行一次筛选操作；
14、针对所述一次筛选操作后的所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值。
15、在一种实施方式中，针对所述一次筛选操作后的所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值的步骤，包括：
16、针对所述一次筛选操作后的所述细菌执行细菌复制操作，以使所述细菌复制操作生成的细菌数量，与所述一次筛选操作后的细菌数量一致；
17、对于所述细菌复制操作后的每个所述细菌，将前一细菌趋向操作过程中，该细菌关联的蚂蚁经过的路径长度总值，作为该细菌对应的成长度值。
18、在一种实施方式中，基于所述成长度值对所述细菌复制操作后的所述细菌执行细菌趋向操作，以确定所述细菌对应的新路径的步骤，包括：
19、按照所述成长度值从大到小的顺序，对所述细菌复制操作后的所述细菌进行排列，得到第二细菌排序结果；
20、基于第二筛选百分比，从所述第二细菌排序结果中的小值一侧按序选取细菌，以实现对所述细菌进行二次筛选操作；
21、针对所述二次筛选操作后的所述细菌执行细菌趋向操作，以确定所述细菌趋向操作后的所述细菌对应的新路径。
22、在一种实施方式中，针对所述二次筛选操作后的所述细菌执行细菌趋向操作，以确定所述细菌趋向操作后的所述细菌对应的新路径的步骤，包括：
23、对于所述二次筛选操作后的每个所述细菌，对该细菌关联的所述蚂蚁对应的原路径进行固定方向的翻转操作，以实现对该细菌执行细菌趋向操作，得到所述细菌趋向操作后的所述细菌对应的新路径。
24、在一种实施方式中，基于所述细菌对应的新路径和所述蚂蚁对应的原路径，对所述细菌趋向操作后的所述细菌进行三次筛选操作的步骤，包括：
25、判断所述细菌对应的新路径的长度值是否小于所述蚂蚁对应的原路径的长度值；
26、如果是，则保留所述细菌趋向操作后的所述细菌；如果否，则剔除所述细菌趋向操作后的所述细菌，以实现对所述细菌趋向操作后的所述细菌进行三次筛选操作。
27、第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划装置，包括：
28、节点获取模块，用于获取待规划路径包含的城市节点；
29、第一路径规划模块，用于将预设数量的蚂蚁设置于所述城市节点中，并利用蚁群算法，基于节点信息素量和节点间距离确定每个所述蚂蚁对应的原路径；其中，所述蚂蚁与细菌一一关联，所述蚂蚁用于表征车辆，所述细菌用于记录所述蚂蚁对应的所述路径的长度值，所述节点信息素用于表征经过所述城市节点的车辆数；
30、信息素更新模块，用于基于所述路径的长度值，针对所述细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，以更新所述节点信息素量；
31、第二路径规划模块，用于基于更新后的所述节点信息素量重新确定每个所述蚂蚁对应的原路径，并基于重新确定的所述路径的长度值，针对所述细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，直至满足预设迭代停止条件，得到城市路径规划结果。
32、第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项所述的方法。
33、第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，基于所述路径的长度值，针对所述细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，以更新所述节点信息素量的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，基于所述路径的长度值对所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，针对所述一次筛选操作后的所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值的步骤，包括：
5.根据权利要求2所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，基于所述成长度值对所述细菌复制操作后的所述细菌执行细菌趋向操作，以确定所述细菌对应的新路径的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，针对所述二次筛选操作后的所述细菌执行细菌趋向操作，以确定所述细菌趋向操作后的所述细菌对应的新路径的步骤，包括：
7.根据权利要求2所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，基于所述细菌对应的新路径和所述蚂蚁对应的原路径，对所述细菌趋向操作后的所述细菌进行三次筛选操作的步骤，包括：
8.一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的方法。
...
【技术特征摘要】
1.一种基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，基于所述路径的长度值，针对所述细菌执行细菌复制操作和细菌趋向操作，以更新所述节点信息素量的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，基于所述路径的长度值对所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，针对所述一次筛选操作后的所述细菌执行细菌复制操作，并确定所述细菌复制操作后的所述细菌对应的成长度值的步骤，包括：
5.根据权利要求2所述的基于细菌觅食与蚁群算法的城市路径规划方法，其特征在于，基于所述成长度值对所述细菌复制操作后的所述细菌执行细菌趋向操作，以确定所述细菌对应的新路径的步骤，包括：
<...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢立宁，王宇翔，张宇航，卢泓宇，蒋成信，朱银姣，盛婷，谢嘉，梁闽，彭莉莉，
申请(专利权)人：航天宏图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。