人工智能AI机器人路径问题

1、%人工智能机器人路径问题functionGoodACARPP123%n-循环次数%m-蚂蚁个数%a-小方格象素的边长%s-起始点（最短路径的起始点）%e-终止点（最短路径的目的点）%R-路线矩阵%G-地形图矩阵%L-路径长度矩阵%P-选择概率向量%Q-信息素增强系数%D-问题节点矩阵%DD-邻接节点矩阵%DL-已访问的节点%DN-待访问的节点%DT-要访问的节点%ex-终止点横坐标%ey-终止点纵坐标%nn-问题的规模（象素个数）%inf-无穷大（infinite）%Tau-信息素矩阵%rou-信息素蒸发系数%Ant-蚂蚁初始位置%alpha-表征信息素重要程度的参数%beta-表征启发式因子

2、重要程度的参数%Eta-启发因子矩阵（这里设为距离的倒数）%Deltatau-信息素增量矩阵%Tabootk-禁忌表矩阵（存储并记录第t次循环第k只蚂蚁的已走路径）%clcclearallcloseall%G地形图为01矩阵%1表示障碍物%G=00000000000000000000;01100000000000000000;01100011100000000000;00000011100000000000;00000011100000000000;01110011100000000000;01110011100000000000;01110011101111000000;0111000000

3、1111000000;00000000001111000000;00000001101111000000;00000001100000000000;00000000000111011110;00000000000111011110;00110000000111011110;00110011100000000000;00000011101100000110;00000000001100100110;00000000000000100000;00000000000000000000;%gm=size(G,1);%求矩阵G的行数%1%s=1;a=1;Q=1;m=25;n=50;e=gm*gm;alp

4、ha=1;beta=7;rou=0.3;mint=0;mink=0;D=G2D(G);mintk=inf;Tau=ones(gm*gm,gm*gm);%初始化信息素矩阵(认为前面的觅食活动中有残留的信息素)%Tau=8.*Tau;%初始化信息素矩阵(认为前面的觅食活动中有残留的信息素)%nn=size(D,1);ex=a*(mod(e,gm)-0.5);ifex=-0.5ex=gm-0.5;endey=a*(gm+0.5-ceil(e/gm);ee=ex,eyEta=zeros(nn);%下面构造启发式信息矩阵%fori=1:nnix=a*(mod(i,gm)-0.5);ix=gm-0.5;e

5、ndiy=a*(gm+0.5-ceil(i/gm);ifi=e%启发式信息取为当前点至目标点(终点)直线距离的倒数%Eta(i)=1/(ix-ex)A2+(iy-ey)A2)A0.5;elseEta(i)=100;endendR=cell(n,m);%用细胞结构存储每次循环每只蚂蚁的爬行路线%L=zeros(n,m);%用矩阵存储每次循环每只蚂蚁爬行路线的总长度%启动t轮蚂蚁觅食活动%每轮派出m只蚂蚁%fort=1:nfork=1:m%第一步：状态初始化%w=s;%当前节点初始化为起始点%Path=s;%爬行路线向量初始化%pathlen=0;%爬行路线长度初始化%Tabootk=ones(n

6、n);%禁忌表初始化%Tabootk(s)=0;%已经在初始点了%因此要排除%DD=D;%邻接矩阵初始化%第二步：下一步可以前往的节点%DL=DD(w,:);DLF=find(DL);forj=1:length(DLF)ifTabootk(DLF(j)=0DL(DLF(j)=0;DN=find(DL);dnum=length(DN);%可选节点的个数%觅食停止条件：蚂蚁未遇到食物或者陷入死胡同%whilew=e&&dnum>=1%第三步：转轮赌法选择下一步怎么走%P=zeros(dnum);fori=1:dnumP(i)=(Tau(w,DN(i)Falpha)*(Eta(

7、DN(i)beta);endP=P/sum(P);Pcum=cumsum(P);%计算累计概率分布%DS=find(Pcum>=rand);DT=DN(DS(1);%第四步：状态更新和记录%Path=Path,DT;%路径增加%pathlen=pathlen+DD(w,DT);%路径长度增加%w=DT;%蚂蚁移动到下一个节点%forki=1:nnifTabootk(ki)=0DD(w,ki)=0;DD(ki,w)=0;endendTabootk(w)=0;%已访问过的节点从禁忌表中删除%DL=DD(w,:);DLF=find(DL);forj=1:length(DLF)ifTabootk

8、(DLF(j)=0DL(j)=0;endDN=find(DL);dnum=length(DN);%可选节点的个数end%第五步：记下每一代每一只蚂蚁的觅食路线和路线长度Rt,k=Path;ifPath(end)=eL(t,k)=pathlen;ifpathlen<mintkmint=t;mink=k;mintk=pathlen;endelsePL(t,k)=0;endend%第六步：更新信息素%Deltatau=zeros(nn,nn);%信息素更新量初始化%fork=1:mifL(t,k)Route=Rt,k;rnum=length(Route)-1;%跳数%forj=1:rnumx=

9、Route(j);y=Route(j+1);Deltatau(x,y)=Deltatau(x,y)+Q/L(t,k);Deltatau(y,x)=Deltatau(y,x)+Q/L(t,k);end5endTau=(1-rou).*Tau+Deltatau;%信息素挥发一部分，新增加一部分end%绘收敛曲线图%Lenmin=zeros(n);fort=1:nLt=L(t,:);FLt=find(Lt);LFLt=Lt(FLt);Lenmin(t)=min(LFLt);endfigure(1)plot(Lenmin)holdongridonxlabel('循环次数');ylabe

10、l('每次循环后路径长度)；title('收敛曲线(最小路径长度与循环次数关系曲线)');%绘每次循环蚂蚁爬行路线图%figure(2)gm=size(G,1);axis(0,gm,0,gm)fori=1:gmforj=1:gmifG(i,j)=1x1=j-1;y1=gm-i;x2=j;y2=gm-i;x3=j;y3=gm-i+1;x4=j-1;y4=gm-i+1;fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,0,0,0);holdonelsex1=j-1;y1=gm-i;x2=j;y2=gm-i;x3=j;y3=gm-i+1;x4=j-1;y4=gm-i+

11、1;fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,1,1,1);holdonendendend%fort=1:nLt=L(t,:);minlen=min(Lt);FLt=find(Lt=minlen);k=FLt(1);Route=Rt,k;Rx=Route;Ry=Route;fori=1:length(Route)Rx(i)=a*(mod(Route(i),gm)-0.5);ifRx(i)=-0.5Rx(i)=gm-0.5;end#Ry(i)=a*(gm+0.5-ceil(Route(i)/gm);endplot(Rx,Ry)holdonend%绘最优爬行路线图%figure(3

12、)gm=size(G,1);axis(0,gm,0,gm)fori=1:gmforj=1:gmifG(i,j)=1x1=j-1;y1=gm-i;x2=j;y2=gm-i;x3=j;y3=gm-i+1;x4=j-1;y4=gm-i+1;fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,0,0,0);%向左下角画黑色矩形填充%holdonelsex1=j-1;y1=gm-i;x2=j;y2=gm-i;x3=j;y3=gm-i+1;x4=j-1;y4=gm-i+1;fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,1,1,1);%向左下角画白色矩形填充%holdonendend%颜色

13、矩阵R,G,B%1,1,1为白色%0,0,0为黑色%holdonRoute=Rmint,mink;Rx=Route;Ry=Route;fori=1:length(Route)Rx(i)=a*(mod(Route(i),gm)-0.5);ifRx(i)=-0.5Rx(i)=gm-0.5;endRy(i)=a*(gm+0.5-ceil(Route(i)/gm);endplot(Rx,Ry)%functionD=G2D(G)gm=size(G,1);D=zeros(gm*gm,gm*gm);fori=1:gmforj=1:gmifG(i,j)=0forii=1:gmforjj=1:gmifG(ii,

14、jj)=0im=abs(i-ii);jn=abs(j-jj);ifim+jn=1|(im=1&&jn=1)%找出G(i,j)上下左右邻近点%D(i-1)*gm+j,(ii-1)*gm+jj)=(im+jn)A0.5;endendendendendend%读书的好处1、行万里路，读万卷书。2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。3、读书破万卷，下笔如有神。4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。一一达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。一一颜真卿7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。8、读书要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。10、一日无书，百事荒废。一一陈寿11、书是人类进步的阶梯