2025最新算法应用:灰熊脂肪增加优化(Grizzly Bear Fat Increase Optimizer,GBFIO)的多个无人机协同路径规划(可以自定义无人机数量及起始点)附MATLAB代码

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🔥 内容介绍

基于 GBFIO 的无人机协同路径规划方法

  • 问题建模

    将无人机的路径规划问题转化为 GBFIO 算法中的优化问题。把无人机的飞行路径上的各个节点看作是 GBFIO 算法中灰熊搜索的位置,路径的总成本,如飞行距离、飞行时间、能量消耗等,作为 GBFIO 算法的目标函数。自定义的无人机数量可以看作是 GBFIO 算法中的种群数量,每个无人机的起始点则是种群中个体的初始位置。

  • 算法流程
    • 初始化

      :根据自定义的无人机数量和起始点,初始化 GBFIO 算法的种群,即确定每个无人机的初始飞行路径。

    • 迭代优化

      :按照 GBFIO 算法的三个阶段,对无人机的路径进行迭代优化。在第一阶段,无人机根据其他无人机的路径信息(类似于灰熊寻找不同食物来源的信息),随机调整自己的路径;在第二阶段,无人机在优化路径的同时,需要考虑避免与其他无人机发生碰撞(类似于灰熊保护后代);在第三阶段,无人机对当前路径进行局部优化,以找到更优的路径段。

    • 终止条件

      :当达到预设的迭代次数或满足一定的优化精度要求时,算法终止,此时得到的无人机路径即为优化后的协同飞行路径。

优势分析

  • 高效性

    :GBFIO 算法具有较强的全局搜索能力和较快的收敛速度,能够在较短的时间内为多个无人机规划出较优的协同路径,提高无人机的任务执行效率。

  • 灵活性

    :可以方便地自定义无人机数量及起始点,适应不同规模和场景的无人机协同路径规划需求。

  • 鲁棒性

    :算法模仿自然行为,具有一定的鲁棒性,能够在面对环境变化和不确定性因素时,如存在障碍物、风速变化等,依然能够为无人机规划出可行的路径。

⛳️ 运行结果

图片

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📣 部分代码

This model is generated by:

- Loading terrain map

- Creating threats as cylinders

- Creating start and finish points

- Setting ranges and limits

%}

function model=CreateModel1()

    H = imread('ChrismasTerrain2.tif'); % Get elevation data

%     H=H(1000:2000,1000:2000);

%     H = imread('ChrismasTerrain.tif'); % Get elevation data

    H (H < 0) = 0;

    MAPSIZE_X = size(H,2); % x index: columns of H

    MAPSIZE_Y = size(H,1); % y index: rows of H

    [X,Y] = meshgrid(1:MAPSIZE_X,1:MAPSIZE_Y); % Create all (x,y) points to plot

   %% Number of path nodes (not including the start position (start node))

    n=15;%12 %可以修改

   %% Threats as cylinders 可以根据自己需求添加

    R1=50;  % Radius 60

    x1 = 350; y1 = 500; z1 = 100; % center

🔗 参考文献

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