一种多移动机器人局部避碰算法

针对多移动机器人局部路径规划问题，结合人工势场法，利用设计的交通规则、逃脱局部极小规则以及多机器人碰撞预测规则，实现多移动机器人在部分未知环境中通过探测进行在线避碰路径规划。仿真结果表明该算法在各种环境中的静态、动态目标条件下均具有可行性。     

基于粒子群算法的移动机器人路径规划

基于粒子群算法的移动机器人路径规划,通过建立目标函数、变换坐标等对环境建模,再引入粒子群优化算法,得到全局最优路径.MATLAB仿真结果显示,此方法可有效地解决空间作业机器人路径规划及避障问题.与传统遗传算法比,该法建模容易,计算快捷,可以在不同的障碍物环境下得到不同的优化轨迹,     

基于复杂约束条件的欠驱动AUV三维路径规划

为解决欠驱动自主水下航行器（AUV）在复杂水域下的三维路径规划和避碰问题,结合欠驱动的运动特性与自身约束条件,提出一种改进的蚁群结合3次B样条曲线拟合的算法,模拟现实海域环境信息进行水下空间环境建模。针对传统蚁群算法规划出的全局路径转角大、曲折多所造成的欠驱动AUV舵轮使用寿命低的问题,采用垂直面安全域设置的方法,设计基于低崎岖度的适应度函数结合路径长度与平缓度的双边评价体系规划出全局路径。采用3次B样条曲线,基于原型值点及目标点速度矢量约束拟合出一条曲率连续、无碰撞的优化路径。仿真结果表明,在保证收敛速度和全局搜索能力的前提下,所规划的路径合理,满足欠驱动AUV运动条件。     

基于GWO-WOA的执行器严重故障多移动机器人编队重构控制

针对执行器严重故障下多移动机器人的编队重构控制问题，提出一种基于灰狼优化-鲸鱼优化算法(Grey WolfOptimizer-Whale Optimization Algorithm, GWO-WOA)的协同编队重构控制策略。设计一种故障观测器以检测多机器人系统中出现的执行器严重故障，并使执行器严重故障的机器人离开编队。利用匈牙利算法分配剩余机器人在期望重构编队中的位置，并用GWO-WOA规划出机器人的运动路径。提出编队重构综合控制策略，包括三部分，分别为基于一致性的编队保持控制、基于势能函数的避碰控制和基于比例积分的跟踪控制器，使多机器人在无碰撞的情形下实现了重构编队。仿真实验结果表明，所提出的编队重构控制策略能够实时监测出故障机器人，并且在形成期望重构编队的同时防止相互碰撞。     

基于Voronoi图的巡航导弹突防路径规划研究

在威胁分布已知的情况下，构造出巡航导弹突防中平面威胁点集的Voronoi图，并对其有向赋权使之成为有向网络图，采用动态规划法计算出最短突防路径。在考虑巡航导弹动力学约束的基础上，构造三B样条函数对最短突防路径进行修正与平滑。用Matlab对路径进行规划与仿真。     

改进遗传算法在机器人路径规划中的应用

基于改进遗传算法的移动机器人路径规划,包括改进选择方式和动态确定变异概率两方面.先采用链接图法对工作空间建模,得出起始点到目标点的网络有权图.再利用Diikstra算法决策出初始优化路径,通过改进遗传算法调整各路径点,最后得到最优的或近似最优路径.选择方式以最优保存策略,局部出现相似个体之后实施灾变操作,且根据个体适应度函数值的大小动态确定变异概率.     

基于移动机器人的声源定位系统

介绍了一种协助移动机器人平台搜寻目标方向的声源定位系统。这种听觉系统的最终目标是服务于移动机器人，它所提供的听觉信息再匹配视觉信息，将指导机器人的运动路径。此系统基于时延估计算法，在这种算法中，首先通过能量探测声音起点，然后通过广义互相关法计算时延以确定声源的方向和位置。但是，如果听觉系统麦克风阵列的安装位置离机器人很近，由于采集声源时被马达噪音干扰，将会导致计算结果产生误差。为了克服以上问题，作者改进了广义互相关法。实验表明，本文中提出的声源定位系统可有效应用于移动机器人平台。     

未知环境下室内移动机器人定位导航设计与实现

为实现室内移动机器人在未知环境下的定位导航,设计了一台基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的室内移动机器人,研究了增量式构建栅格地图、代价地图的环境地图构建方法和自适应蒙特卡罗(amcl)定位方法以及运用Trajectory Rollout 和Dynamic Window Approaches算法的路径规划方法.实验结果表明:该自主导航与定位软件能增量式绘制环境地图,所规划的路径符合最优路径;机器人按照规划路径行走时的导航定位精度能够达到10 cm,偏转精度达到±5°,能够实现未知环境下室内移动机器人的定位与导航.     

基于模糊控制器的移动机器人导航

针对复杂的道路环境，利用传感器探测到的距离信息，采取基于行为的控制结构，设计了一种基于模糊控制器的移动机器人实时导航算法，实时调整机器人的位姿，使机器人能够在避免与道路边界碰撞的前提下沿着道路顺利前进。结合典型机器人传感器的分布特征，利用MobotSim机器人仿真软件对算法进行了仿真，证明了算法的可行性和有效性。     

基于DSP与USB总线的移动机器人控制系统

一种基于DSP与USB总线的新型开放式移动机器人控制系统，其机器人以PC为上位计算机，用一块DSP运动控制卡对机器人的两个步进电机进行控制。并采用USB总线进行上下位机之间的通讯，很好地实现了机器人的实时控制。设计制作的一种分布式超声环境探测系统，可用于实现移动机器人的环境地图建立、定位、目标跟踪、导航、避障等功能。     

虚拟场景中路径自动选择算法

针对传统路径规划方法存在的问题,对机器人全局路径规划中的栅格建模方法进行改进。从场景建模描述、邻域查找以及路径搜索策略3个方面进行深入研究,采用线性八叉树法对场景进行建模,给出基于线性八叉树的层次编码体系,引入路径搜索因子对启发式函数进行重构。通过基于八叉树的场景分解,基于线性八叉树编码特性的邻域查找,以及改进的A＊算法路径搜索,实现了三维场景路径规划和自动漫游。实验结果表明：该算法的时间和空间效率较好。     

基于准平衡滑翔的解析再入制导方法

针对高超声速滑翔飞行器再入制导问题,提出了一种基于准平衡滑翔的解析制导方法。在纵向基于准平衡滑翔条件建立再入航程与能量、倾侧角的解析关系,得到了倾侧角解析解,并通过高度变化率反馈使轨迹平滑;针对终端高度约束,在准平衡滑翔条件下得到常值航迹角假设,从而建立终端高度与再入航程、航迹角的解析关系,得到了航迹角指令,并通过设计反馈控制律得到攻角解析解。对于过程约束,提出了一种基于航迹角指令的在线约束控制方法。侧向制导采用航向角走廊确定倾侧角符号。仿真结果表明,该制导方法计算速度快、制导精度高、扰动条件下鲁棒性较强。     

基于遗传算法的弹道优化算法

以空空导弹的末端速度作为性能指标,其弹道倾角视为控制变量,在规定的飞行时间及射程下,优化导弹弹道使得其末端速度最大化;通过采用多项式样条插值的方法估计弹道倾角的变化规律,利用遗传算法进行优化计算弹道倾角采样点数据,最后得到满足条件的优化弹道并进行仿真;仿真结果表明：按此优化方法得到的弹道与比例导引方案弹道相比,大大提高了导弹的末端速度,研究结果对空空导弹的标准弹道设计有一定学术和工程参考价值。     

反舰导弹末制导雷达动态搜索模型

末制导雷达搜索模型的建立是反舰导弹捕捉概率计算过程中重点研究的问题。在分析了反舰导弹末制导雷达搜索过程特点的基础上,将末制导雷达的搜索过程细化为扫描波束的运动过程,分为随着导弹一起的平移运动和扫描波束自身的转动,建立了末制导雷达动态搜索过程的数学模型。以捕鲸叉导弹的末制导雷达搜索过程为例,对所建模型进行了仿真验证。     

Minimum Curvature Design of Three-Element Centripetalturbine Hydrodynamic Torque Converters

The influence of streamline bending inertia force on power loss is investigated. In order to analyze the combined effect of the inertia force and the path on the power loss, the accumulation effect expression of the inertia force on its path is derived. The calculation result shows that the accumulation effect of the unit inertia force on its path depends merely upon the velocity magnitude and the path scroll angle. As long as they are given, the accumulation effect is a constant and independent of the intermediate path. An important conclusion drawn is that the maximum inertia force rather than its accumulation effect plays a predominant role in the power loss. Thus, a new design method, minimum streamline curvature method, is proposed. Fluid particle movement inside a hydrodynamic torque converter can be regarded as curved movement on the circular surface and decomposed into a meridional component and a circumferential component. Each meridional streamline is designed to be close to a circular arc, while each torus streamline is constructed with a circular arc and a straight line segment. Based on the meridional streamline equation, the torus streamline equation and a streamlined thickness function, a blade surface equation of three-element centripetal-turbine hydrodynamic torque converter can be obtained.     

基于合作博弈的多机器鱼路径规划

为更好地实现机器鱼之间的协作,避免只规划单个机器鱼的最优路径而使系统运动有失协调性,提出基于合作博弈的多机器鱼路径规划方法。利用博弈论中的合作博弈建立数学模型,将系统中的多机器鱼对应于博弈的参与者,对多机器鱼路径构造合作模型下的博弈方得益函数,求得系统的帕累托(Pareto)最优解,从而得到整个系统的最优路径。在水中机器人2D仿真平台上进行实验分析并用Matlab模拟机器鱼轨迹。分析结果表明,该路径规划理论应用在多机器鱼运动系统中是有效、可行的。     

机器鱼仿真水球斯诺克比赛策略

针对中国水中机器人大赛中2D仿真机器鱼水球斯诺克项目,从比赛策略和控制方法 2方面进行研究。介绍仿真平台及斯诺克项目,给出机器鱼对目标球及最佳球洞的选择策略,提出一种基于虚拟区域法的路径规划方法,对仿真机器鱼的运动进行控制。实践结果表明,虚拟区域法在路径规划上是有效的。     

越野环境下基于势能场模型的智能车概率图路径规划方法

复杂越野环境下的路径规划是实现智能车无人驾驶的一项关键技术。越野环境中存在多种影响车辆运动的障碍物、环境威胁和越野道路,传统路径规划方法以路径长度或时间最短为优化目标,难以在复杂越野环境中正确规划安全可行的车辆行驶路径。针对该问题,提出了基于势能场模型的概率图（AFP-PRM）算法,采用人工势能场算法对越野环境建模,评估车辆通行风险。使用概率图算法以优化节点间多维度通行代价为目标进行路径规划;考虑车辆动力学特性,用动态曲率平滑法对行车轨迹优化;应用AFP-PRM算法在模拟越野环境下进行路径规划仿真实验。仿真结果表明：AFP-PRM算法在路径规划过程中采用人工势能场算法,综合了越野环境中障碍物、环境威胁和道路条件的耦合作用;使用概率图算法,建立采样点之间的多维度通行代价评估矩阵;在复杂的越野道路条件下生成可行、安全、高效的通行路径,为智能车提供了一种多目标优化路径规划算法。     

反舰导弹末端蛇行机动弹道设计

为避开舰艇密集火力的拦截。增强突防能力。反舰导弹必须在其弹道末端具备一定的机动性能。文中研究了一种可实现导弹末端蛇行机动的方法，采用加速度控制方案代替传统的姿态控制方案．根据蛇类运动原理采用能量最优控制方法计算得到了加速度控制指令．利用该控制指令对某型超音速反舰导弹进行了弹道仿真计算，实现了导弹纵向和侧向的两种蛇行机动弹道，计算结果表明该算法是有效的。