【智能算法应用】引力搜索算法求解二维路径规划问题

摘要

引力搜索算法（GSA）是一种基于引力学说的启发式算法，用于解决复杂的优化问题。本文应用 GSA 于二维路径规划问题，通过优化路径来避开障碍物并达到目标点。实验结果表明，GSA 在路径规划中具有良好的表现，尤其在多障碍场景中，其优化路径平滑且避障效果显著。

理论

引力搜索算法是基于质量相互引力的原理构建的。在 GSA 中，粒子之间的相互引力决定了它们的移动路径。每个粒子代表一个候选解，其质量与适应度成正比。质量较大的粒子吸引其他粒子靠近，最终系统收敛到最优解。

在路径规划问题中，路径可以看作是粒子的轨迹，障碍物则产生斥力。通过引力搜索算法，可以找到避开障碍物的最优路径。公式如下：

• 引力公式：

  

• 速度更新公式：

  

• 位置更新公式：

  

其中，