Algoritmo de gradiente determinístico profundo retrasado gemelo de red de estrategia asimétrica de optimización de colonia de hormigas profunda adaptativa: planificación de trayectorias para robots móviles en entornos dinámicos
Autores: Li, Xiangcheng; Ruan, Zhaokai; Ou, Yang; Ban, Dongri; Sun, Youming; Qin, Tuanfa; Cai, Yiyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Algoritmo de gradiente determinístico profundo retrasado gemelo de red de estrategia asimétrica de optimización de colonia de hormigas profunda adaptativa: planificación de trayectorias para robots móviles en entornos dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Planificación de trayectorias
Optimización de colonias de hormigas
Algoritmo ADACO
Planificación de trayectorias globales
Algoritmo TD3
Planificación de trayectorias jerárquica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La planificación de rutas es uno de los principales puntos focales y desafíos en la investigación de robótica móvil. Los algoritmos tradicionales de optimización de colonias de hormigas (ACO) encuentran problemas como baja eficiencia, convergencia lenta y una tendencia a quedar atrapados en óptimos locales y estancamiento de la búsqueda cuando se aplican a entornos dinámicos complejos. Abordando estos desafíos, este estudio presenta un algoritmo de optimización de colonias de hormigas profundas adaptativo (ADACO), que mejora significativamente la eficiencia y la velocidad de convergencia a través de mecanismos de difusión de feromonas mejorados y estrategias de actualización, aplicadas a la planificación global de rutas. Para adaptarse a entornos que cambian dinámicamente y lograr una planificación de rutas locales más precisa, se propone además un algoritmo de red de estrategia asimétrica TD3 (ATD3), que utiliza información de planificación de rutas globales solo dentro de la red de estrategia, creando un nuevo algoritmo jerárquico de planificación de rutas: ADACO-ATD3. Los experimentos de simulación demuestran que el algoritmo propuesto supera significativamente en cuanto a longitud de ruta y número de iteraciones, mejorando efectivamente el rendimiento de planificación de rutas del robot móvil en entornos dinámicos complejos.
Descripción
La planificación de rutas es uno de los principales puntos focales y desafíos en la investigación de robótica móvil. Los algoritmos tradicionales de optimización de colonias de hormigas (ACO) encuentran problemas como baja eficiencia, convergencia lenta y una tendencia a quedar atrapados en óptimos locales y estancamiento de la búsqueda cuando se aplican a entornos dinámicos complejos. Abordando estos desafíos, este estudio presenta un algoritmo de optimización de colonias de hormigas profundas adaptativo (ADACO), que mejora significativamente la eficiencia y la velocidad de convergencia a través de mecanismos de difusión de feromonas mejorados y estrategias de actualización, aplicadas a la planificación global de rutas. Para adaptarse a entornos que cambian dinámicamente y lograr una planificación de rutas locales más precisa, se propone además un algoritmo de red de estrategia asimétrica TD3 (ATD3), que utiliza información de planificación de rutas globales solo dentro de la red de estrategia, creando un nuevo algoritmo jerárquico de planificación de rutas: ADACO-ATD3. Los experimentos de simulación demuestran que el algoritmo propuesto supera significativamente en cuanto a longitud de ruta y número de iteraciones, mejorando efectivamente el rendimiento de planificación de rutas del robot móvil en entornos dinámicos complejos.