✅作者简介热爱科研的Matlab仿真开发者擅长毕业设计辅导、数学建模、数据处理、算法改进、程序设计科研仿真。 往期回顾关注个人主页完整代码获取 定制创新 论文复现私信个人信条做科研博学之、审问之、慎思之、明辨之、笃行之是为博学慎思明辨笃行。 内容介绍一、引言多无人机协同作业在军事侦察、物流配送、环境监测等众多领域展现出巨大的应用潜力。然而在三维空间中实现多无人机的协同集群避障路径规划面临诸多挑战需要综合考虑路径长度、飞行高度、潜在威胁以及转角等因素以达到最低成本的目标。蝠鲼觅食优化算法MRFO作为一种新兴的智能优化算法模拟了蝠鲼独特的觅食行为为解决多无人机路径规划问题提供了新的思路。二、蝠鲼觅食优化算法MRFO原理一算法灵感MRFO 源于对蝠鲼觅食行为的观察。蝠鲼在觅食时会通过不同的行为模式来寻找食物源包括群体协作、个体探索以及根据环境变化调整策略等。这种行为特点与优化算法中全局搜索和局部搜索的需求相契合为构建高效的优化算法提供了基础。二算法主要步骤更新种群与最优解根据更新后的位置重新计算每个蝠鲼个体的适应度值更新种群中的最优个体。终止条件判断检查是否满足终止条件如达到最大迭代次数或适应度值收敛到一定精度。若满足则输出最优个体即得到多无人机的最优协同避障路径否则返回步骤 3 继续迭代。三、多无人机协同集群避障路径规划实现一环境建模将三维空间划分为离散的网格每个网格标记为自由空间、障碍物区域或威胁区域。无人机通过传感器实时获取周围环境信息更新环境模型。二路径表示采用节点序列的方式表示无人机的飞行路径。对于每架无人机路径由一系列三维坐标点组成这些点对应于网格中的节点。通过优化算法调整节点位置实现路径规划。⛳️ 运行结果 部分代码close allclearclcwarning (off)global modelmodel CreateModel(); % Create search map and parametersload(BestPosition.mat);load(BestFit.mat);load(ConvergenceCurve.mat);load(UAVfit.mat);%% 画图ColStr{b-.,r--,c-.,m--,g-.};%算法代码的颜色LegendStr{UAV1,UAV2,UAV3,UAV4,UAV5};%图1 算法收敛曲线图gca1figure(1);plot(ConvergenceCurve,r-,linewidth,3)xlabel(迭代次数);ylabel(全部无人机总成本);legend(SWO)%图2和图3 无人机轨迹图gca2figure(2);gca3figure(3);[h11,h12]PlotSolution(BestPosition(1,:),model,ColStr{1},gca2,gca3);[h21,h22]PlotSolution(BestPosition(2,:),model,ColStr{2},gca2,gca3);[h31,h32]PlotSolution(BestPosition(3,:),model,ColStr{3},gca2,gca3);[h41,h42]PlotSolution(BestPosition(4,:),model,ColStr{4},gca2,gca3);[h51,h52]PlotSolution(BestPosition(5,:),model,ColStr{5},gca2,gca3);legend([h11,h21,h31,h41,h51],LegendStr,location,NorthWest);legend([h12,h22,h32,h42,h52],LegendStr,location,NorthWest);colormapStrothercolor(61);colormap(gca2,colormapStr);colormap(gca3,colormapStr);figurebar(BestFit)set(gca,xtick,1:1:5);set(gca,XTickLabel,LegendStr)ylabel(总成本)figurebar(UAVfit);set(gca,XTickLabel,LegendStr)legend(路径成本,威胁成本,高度成本,转角成本)figurebar(UAVfit,stacked);set(gca,XTickLabel,LegendStr)legend(路径成本,威胁成本,高度成本,转角成本)figurebar(UAVfit);set(gca,xtick,1:1:4);set(gca,XTickLabel,{路径成本,威胁成本,高度成本,转角成本})legend(LegendStr)saveas(gca2,Figure.fig);%将图二保存openfig(Figure.fig);view(2) 参考文献更多免费数学建模和仿真教程关注领取
