一种路径优化方法、装置和设备与流程

本申请涉及路径优化，尤其涉及一种路径优化方法、装置和设备。

背景技术：

1、麻雀算法作为一种群优化算法，在路径规划等问题中具有很好的应用潜力。然而，现有研究表明，麻雀算法存在局部寻优能力较强、全局寻优能力较弱的问题，这在一定程度上限制了其在路径优化中的表现和结果。

2、在路径规划过程中，麻雀算法往往倾向于在局部区域内找到较优解，而忽视了全局最优解的搜索。这种行为可能导致算法陷入局部最优解，无法充分探索整个解空间，从而影响路径优化结果的质量和效果。

3、蚁群算法在诸如解决旅行商问题和路径规划等离散型组合优化问题中已得到许多应用。车间调度问题作为一类离散型优化问题，采用蚁群算法求解车间调度问题在算法机理有适配性。然而蚁群算法本身存在优化空间，如由于前期随机搜索的特性，容易受前期劣解的影响，导致最终收敛于局部最优，即全局搜索能力较弱，容易陷入局部最优解。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种路径优化方法、装置和设备，可以提升全局寻优能力，避免陷入局部最优解。

2、具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

3、本申请第一方面提供一种路径优化方法，所述方法包括：

4、构建路径优化问题模型的目标函数；

5、在利用麻雀算法求解所述目标函数的最优解时，在每次迭代过程中，根据当前迭代次数和预设的最大迭代次数，计算切换系数；

6、比较所述切换系数和预设值的大小关系，并根据比较结果确定当前所处阶段；其中，当前所处阶段包括开发阶段或探索阶段；

7、根据当前所处阶段，确定麻雀种群包含的社会类别；其中，在当前所处阶段为开发阶段中，所述麻雀种群包含的社会类别为预警者；在当前所处阶段为探索阶段中，所述麻雀种群包含的社会类型包含发现者和跟随者；

8、根据所述麻雀种群包含的社会类别，确定所述麻雀种群中的各个麻雀的社会类别；

9、根据各个麻雀的社会类别，利用该社会类别对应的位置更新公式更新该麻雀的位置；其中，不同社会类别对应的位置更新公式不同；

10、根据各个麻雀更新后的位置，计算各个麻雀的适应度值并更新各个麻雀的最优位置和全局最优解，并在满足迭代终止条件时，输出全局最优解，在不满足所述迭代终止条件时，进行下一次迭代；

11、基于所述全局最优解确定优化后的路径。

12、本申请第二方面提供一种路径优化装置，所述装置包括构建模块、优化模块和处理模块；其中，

13、所述构建模块，用于构建路径优化问题模型的目标函数；

14、所述优化模块，用于在利用麻雀算法求解所述目标函数的最优解时，在每次迭代过程中，根据当前迭代次数和预设的最大迭代次数，计算切换系数；

15、所述优化模块，用于比较所述切换系数和预设值的大小关系，并根据比较结果确定当前所处阶段；其中，当前所处阶段包括开发阶段或探索阶段；

16、所述优化模块，还用于根据当前所处阶段，确定麻雀种群包含的社会类别；其中，在当前所处阶段为开发阶段中，所述麻雀种群包含的社会类别为预警者；在当前所处阶段为探索阶段中，所述麻雀种群包含的社会类型包含发现者和跟随者；

17、所述优化模块，还用于根据所述麻雀种群包含的社会类别，确定所述麻雀种群中的各个麻雀的社会类别；

18、所述优化模块，用于根据各个麻雀的社会类别，利用该社会类别对应的位置更新公式更新该麻雀的位置；其中，不同社会类别对应的位置更新公式不同；

19、所述优化模块，还用于根据各个麻雀更新后的位置，计算各个麻雀的适应度值并更新各个麻雀的最优位置和全局最优解，并在满足迭代终止条件时，输出全局最优解，在不满足所述迭代终止条件时，进行下一次迭代；

20、所述处理模块，用于基于所述全局最优解确定优化后的路径。

21、本申请第三方面提供一种路径优化设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本申请第一方面提供的任一项所述方法的步骤。

22、本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本申请第一方面提供的任一项所述方法的步骤。

23、本申请提供的路径优化方法、装置和设备，通过引入切换系数，进而根据切换系数和预设值的大小关系将整个迭代过程划分为两个阶段，在前期的探索阶段，令麻雀种群仅包括预警者，以利用预警者进行全局搜索，提高全局搜索能力，在后期的开发阶段，令麻雀种群包括发现者和跟随者，以基于发现者和跟随者进行局部搜索，在保证局部寻优能力的同时提升了全局寻优能力，避免陷入最优解。

技术特征：

1.一种路径优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预警者对应的位置更新公式如下：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，跟随者对应的位置更新公式如下：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前迭代次数和预设的最大迭代次数，计算切换系数，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在初始化麻雀种群时，利用spm混沌方法来初始化麻雀种群。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发现者对应的位置更新公式如下：

7.一种路径优化装置，其特征在于，所述装置包括构建模块、优化模块和处理模块；其中，

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述优化模块，还用于在初始化麻雀种群时，利用spm混沌方法来初始化麻雀种群。

9.一种路径优化设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

技术总结本申请提供一种路径优化方法、装置和设备，所述方法，包括：构建路径优化问题模型的目标函数；在利用麻雀算法求解目标函数的最优解时，在每次迭代过程中，计算切换系数；比较切换系数和预设值的大小关系，并根据比较结果确定当前所处阶段；确定麻雀种群包含的社会类别；根据麻雀种群包含的社会类别，确定麻雀种群中的各个麻雀的社会类别；根据各个麻雀的社会类别，利用该社会类别对应的位置更新公式更新该麻雀的位置；根据各个麻雀更新后的位置，计算各个麻雀的适应度值并更新各个麻雀的最优位置和全局最优解，并在满足迭代终止条件，输出全局最优解，在不满足所述迭代终止条件时，进行下一次迭代；基于全局最优解确定优化后的路径。技术研发人员：段明皞,王宙,潘江受保护的技术使用者：北京机械工业自动化研究所有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29