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龙图腾网获悉中国计量大学申请的专利一种基于多目标优化平滑蚁群算法的路径规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115033004B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210886401.6，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于多目标优化平滑蚁群算法的路径规划方法是由王丽娜;王鹤静;陈泽领;雷春明;魏艳红;杨鑫;王斌锐设计研发完成，并于2022-07-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多目标优化平滑蚁群算法的路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于多目标优化平滑蚁群算法的路径规划方法，包括：建立栅格地图，确定起始点和目标点，初始化蚁群算法参数；根据弗洛伊德算法生成的引导路径信息初始化信息素矩阵，初始化禁忌表；根据禁忌表和优化后的状态转移函数构建候选解，由轮盘赌原则选择下一节点；根据下一节点，更新禁忌表并记录蚂蚁的路径节点和路径长度判断蚂蚁是否到达目标节点并判断是否达到预设的最大蚂蚁数量，若是，则根据优化信息素更新方式进行全局更新，并对路径进行平滑处理；根据预设的最大迭代次数进行迭代，获得最优路径。本发明对传统蚁群算法进行优化和改进，以达到加快算法收敛速度、避免局部最优解和平滑路径的效果。

本发明授权一种基于多目标优化平滑蚁群算法的路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多目标优化平滑蚁群算法的路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤： 建立栅格地图，确定起始点和目标点；并初始化蚁群算法参数； 根据起始点和目标点，采用弗洛伊德算法生成的引导路径信息，并初始化信息素矩阵，初始化禁忌表； 根据禁忌表和障碍物信息构建可选节点，并按照改进后的状态转移函数构建候选解，由轮盘赌原则选择下一节点；其中，根据可选节点到目标节点的距离构建新的启发函数，引入人工势场法优化启发函数，替换原状态转移函数中的启发函数； 根据下一节点，更新禁忌表并记录蚂蚁的路径节点和路径长度； 根据路径长度、安全性和能耗性三个指标，结合多目标优化思想和动态原则优化信息素更新方式； 判断蚂蚁是否到达目标节点并判断是否达到预设的最大蚂蚁数量，若是，则根据优化信息素更新方式进行全局更新； 根据预设的最大迭代次数进行迭代，获得最优路径； 所述根据可选节点到目标节点的距离构建新的启发函数，并引入人工势场法优化启发函数，包括以下步骤： 提出可选节点到目标节点的距离这一概念，取代原启发函数，如下所示： ； 在新启发函数的基础上，引入人工势场法中目标节点对机器人的引力概念，优化启发函数，如下所示： ； ； ； 式中，为目标节点对可选节点的引力效应，为引力常数，为幂值函数，返回给定底数的指数次幂的值；为可选节点，为目标节点； 引入正态分布函数，令其与启发函数相结合，如下所示： ； 式中，为标准正态分布函数的变形，省略了系数部分，为当前迭代次数，为最大迭代次数，为优化后的状态转移概率； 所述根据路径长度、安全性和能耗性三个指标，结合多目标优化思想和动态原则优化信息素更新方式，包括以下步骤： 基于多目标优化思想，提出了路径长度、路径安全度和路径能耗度三个优化目标，并以此为标准更新信息素矩阵；多目标优化函数如下所示： ； ； ； ； ； 式中，为路径所有节点的欧氏距离之和，为路径的危险节点之和，危险节点是可选节点与障碍物节点之比小于1的节点；为路径转角数量和转弯角度之和；为综合质量，是路径长度、路径安全度和路径能耗度三个优化目标分别以不同比重组成的综合指标； 在此基础上，改进信息素更新方式如下所示： ； ； ； 式中，为局部最佳路径的综合质量，为局部最佳路径上的蚂蚁数量，为全局最佳路径的综合质量；为局部最差路径的综合质量，为局部最差路径上的蚂蚁数量，为全局最差路径的综合质量； 引入动态更新挥发系数的概念，动态挥发系数如下所示： ； 式中，和分别为本次迭代和五次迭代之前最优路径的综合质量，在迭代后期，若连续五次迭代中最佳路径的质量没有变化，则挥发系数增大，增强挥发作用，使得蚂蚁探索更优解，其上限为0.8。

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