基于改进蚁群算法的船舶路径规划算法与避碰仿真实验

近年来，船舶正逐渐向智能化和自主化方向发展，船舶路径规划作为实现船舶智能化的基础，已成为学术界的研究热点。蚁群算法作为最常用的元启发式算法之一，在解决路径规划问题上取得了不错的效果，但仍然存在若干缺陷。为解决蚁群算法实现船舶路径规划时存在的迭代速度慢、路径安全性较低等问题，采用启发式和融合式策略改进算法：在蚁群算法迭代初期，引入人工势场，提高算法迭代效率；将路径长度、路径安全性和路径平滑性约束函数融入信息素更新规则，保障船舶航行路径安全；构建混合蚁群静态路径规划算法，加入船舶避碰方法，搭建船舶动态路径规划算法。为验证路径规划算法的可行性和稳定性，设计各种仿真环境并进行了对比分析，结果表明，改进后的蚁群算法收敛速度快，且路径规划更加贴合实际。