基于混合蚁群算法的无人化农机路径寻优研究

来源：湖北农业科学杂志2024年第8期北京时间：

作者：杨会甲1,2, 张亚军1, 王鹏杰1, 王东2,3, 王亚平1

单位：1.西安航天自动化股份有限公司,西安 710065; 2.陕西省“四主体一联合”智慧农业数据处理与服务校企联合研究中心,西安 710065; 3.西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西 杨凌 712100

摘要：针对智慧农业中复杂环境下无人化农机路径规划寻优过程中存在的迭代速度慢、路径安全性较低等问题,融合人工势场、量子行为以及基于B样条的平滑策略提出了混合蚁群算法。该方法在迭代初期引入人工势场法,以解决迭代速度慢问题以及实现全局最优平衡;在路径寻优的中期加入量子行为优化信息密度阈值,改进算法状态选择概率,避免算法陷入局部最优,以提高获取优质解的能力;在迭代后期融合基于B样条的平滑策略,优化最优路径,提高无人化农机避障能力。仿真试验结果表明,基于混合蚁群算法的无人化农机在复杂环境作业时,路径寻优能力得到有效提升,路径优化响应速度提升了73倍,路径优化后距离缩短超过11.8%。

关键词：智慧农业,无人化农机,路径寻优,混合蚁群算法,避障,人工势场

基金资助：陕西省科技厅重点产业链提升计划项目（2020zdzx03-04-02）