基于障碍物尺度的封闭狭长空间路径规划研究

栅格法广泛应用于移动机器人环境建模和路径规划中。为了解决在狭长空间如煤矿巷道环境中，障碍物、机器人和空间尺寸失调，以机器人中心点到自身轮廓最远距离的2倍为栅格尺寸建模容易导致路径规划失败的问题，采用以影响机器人通行的障碍物大小为基准设定栅格尺寸、机器人尺寸在地图上占据多个栅格的狭长空间地图建模方法，利用障碍物碰撞检测函数对传统A^*算法进行改进，仿真研究了改进算法在狭长空间中的全局路径规划的有效性，开展了实际环境下的路径规划实验。研究结果表明，采用提出的栅格建模方法和改进A^*算法可得到一条起始点到终点的无碰撞路线，可完成狭长空间的复杂环境路径规划。     

基于遗传算法移动机器人的路径规划研究

路径规划是移动机器人研究中的一个重要内容,它在移动机器人导航中起着不可缺少而又重要的作用。提出一种采用遗传算法对移动机器人进行路径规划的方法,使用栅格法建立移动机器人的工作环境模型,采用路径中的序号进行编码,通过选择适当的遗传算子,最后得到移动机器人工作环境的最优或次最优无碰路径。     

基于混合算法的动态路径规划

通过对全局和局部路径规划的深入分析,提出了一种全局和局部路径规划方法相结合的混合算法路径规划。使用A-Star算法在静态环境中进行全局规划并且将该路径的拐点作为子目标点,通过改进模糊人工势场法来进行实时的局部规划,确保了移动机器人能够获得较优的行进路径。仿真结果表明混合算法降低了实时局部路径规划的复杂性,同时提高了路径规划的效率。     

基于方位编码的遗传算法在路径规划中的应用

路径规划是移动机器人关键技术,针对移动机器人在已知环境下避障和搜索最优路径问题,提出了一种运用栅格法辅以遗传算法进行搜索的方案。其中栅格法用来划分地图,而后为机器人自身周围八个方位进行二进制编码,这些方位编码按顺序排列,组成一串定长染色体,包含机器人移动的路径信息。运用自适应遗传算法得出最优路径的方位编码组合,最后对其解码求出最优路径。     

煤矿救援机器人路径规划的蚁群优化算法

煤矿救援机器人执行救援任务时,需躲避水、火、障碍物等危险区域,提升了路径规划的难度,为此提出了煤矿救援机器人路径规划的蚁群优化算法。充分考虑煤矿救援机器人运行过程中的水、火、障碍物等分布,采用栅格法建立机器人路径规划的环境模型,确定栅格环境模型内机器人路径规划问题的目标函数,采用蚁群优化算法求解机器人路径规划问题的目标函数,通过改进信息素规则、限制信息素阈值以及改进转移概率3个方面优化蚁群算法,避免蚁群算法求解全局最优解时陷入局部最优。实例分析结果表明,该算法在满足收敛速度条件下有效规划煤矿救援机器人行驶路径,所规划路径的路径长度、转角数量以及危险度均为最优,为机器人安全作业提供理论依据。     

基于改进人工势场的矿井导航装置路径规划

矿井中障碍物密集且移动,这给煤矿井下导航装置路径规划造成了极大的困难。结合原有的传统人工势场法,通过将相对速度场和相对加速度场引入势场函数中,改进引力势场函数,使矿井机器人、无人机等导航装置在路径规划中,充分考虑导航装置自身的移动信息,使躲避移动障碍物成为可能,并且避免动目标陷入局部极小点;针对路径规划过程中路径最优化的问题,提出了"全局势场线"的概念,使导航装置在局部路径规划的同时,充分考虑到全局的规划信息,避免局部规划与全局规划冲突,从而选取最优的路径进行导航。提出的方法通过仿真和地面模拟测试,结果证明,该方法可以帮助导航装置在煤矿井下成功躲避移动障碍物,避免与移动障碍物发生碰撞导致路径规划失败,同时处理复杂多变的环境,优化避障路径,最终到达目标位置,完成导航装置的路径规划任务。     

机器人视觉中一种新的路径规则划方法

栅格法的强适应性和简单直观性使其成为寻找最优耗费路径的流行算法。然而,在实时路径规划中如果单元格划分的精度很高就会使得计算的时间复杂度高,从而不能适应实时运行环境。在动态环境中,路径规划的前面一部分(即里机器人较近的一段路径)是对移动机器人最有用。因此,文章提出将环境不等大小划分,离机器人距离越近计算精度越高而越远计算精度越低,并结合动态信息模型对障碍物运动信息的有效反应得到一种新的路径规划算法。通过仿真实验与在RoboCup中型组机器人上的测试表明了该方法的有效性。     

基于改进蚁群算法的变电站巡检 机器人路径规划研究

以提升机器人在巡检变电站时的工作效率,节省巡检时间消耗,设计了改进蚁群算法的变电站巡检机器人路径规划方法。利用栅格法构建变电站机器人巡检路径地图,使用二值表示障碍区域,在经典蚁群算法中引入方向夹角启发因子,提升路径搜索的导向性与搜索速度,使用拉普拉斯概率分布作为信息素挥发因子自适应策略,提升蚁群算法的收敛速度,以实际变电站作为研究对象,结果表明,改进蚁群算法的巡检路径寻优效果和规划速度优于同类路径规划方法,获得了理想的路径规划效果。     

矿山应急救援机器人全局路径规划的研究

针对矿山灾后的非结构化的特殊环境,基于栅格法的环境建模和基于改进的概率路径搜索算法,提出了一种矿山应急救援机器人全局路径规划的方法,实现了矿山应急救援机器人的自主避障和路径选择。仿真结果表明,全局路径规划的方法的精度满足应急救援机器人的需求,减小了在全局路径规划中的误差,提高了应急救援机器人的应急抢险能力。     

二叉树路径规划算法在栅格地图中的应用

基于栅格图的路径规划算法主要有A~*算法、快速搜索树算法等。在栅格地图规模增大的时候,以上算法的运算量将大幅增加。笔者提出一种将图搜索与栅格搜索结合的二叉树路径规划算法。该算法通过逆向搜索优化局部路径、剪枝优化二叉树,从而得到最佳路径。相比快速搜索树算法,二叉树路径规划算法具有概率完备性,在运行测试试验中,实际展开结点数量为A~*算法的28%,运行时间仅为A~*算法的52%。     

复杂不规则地质体的速度模型反演

针对不规则地质体的速度模型反演问题，提出基于无限插值法生成的贴体网格建立地质模型与走时层析成像相结合的方法。首先采用贴体网格描述不规则地质体，在网格建立的基础上，采用最短路径法得到震源到接收器的走时与射线路径;然后根据走时与射线路径，采用反投影方法(BPT)与阻尼最小二乘法(DLSQR)相结合的技术作为走时反演方法。通过走时反演迭代，最后得到速度模型。整个过程在Matlab中编程实现，并在理论初至上加了10%的高斯噪声，用数值模拟验证。数值验证结果表明:97.5%网格单元理论与反演的速度差在±300 m/s内，对应的相对误差在6.35%之内;理论速度与反演速度基本一致，高低速区域层次分明，反演效果良好，为复杂不规则地质体的速度模型反演提供了新方法。     

基于GPS数据的露天矿道路网自动提取

传统栅格法提取路网精度较低,尤其在提取露天矿道路网时,路段缺失与偏移现象更加明显。针对这一问题,摒弃了传统栅格法通过增大栅格来保证道路网连通性的处理方式,以GPS数据存在偏移这一事实为根据,假设GPS数据偏移服从正态分布,提出了通过求取GPS轨迹点在道路上的概率进行栅格初始化的方法,建立了相应模型;采用二维中值滤波方法对初始栅格数据进行修正;对查表细化算法进行改进,采用改进的细化算法对道路网栅格图像进行细化处理,得到道路网骨架信息;采用追踪法实现道路矢量化。实验表明,该方法较传统栅格方法的覆盖率提高6.43%~11.54%,错误率降低42.13%~83.02%,为道路网提取工作提供了一种有效办法,揭示了栅格大小对于路网提取结果的重要影响。     

基于改进蚁群算法的智能铲运机全局路径规划

以矿井GIS地图为基础建立环境栅格模型,结合改进蚁群算法对智能铲运机在井下环境中的全局路径规划问题进行求解。对基本蚁群算法存在的问题进行改进,分别从路径选择规则、全局信息素更新规则和局部信息素更新规则三方面进行优化。通过仿真实验验证该改进蚁群算法的有效性,并与基本蚁群算法进行比较,结果表明,改进蚁群算法具有较好的稳定性和全局最优性,而且收敛速度较快。该算法可根据已知巷道环境地图得到铲运机的最优路径,有利于智能铲运机的高效工作。     

基于网络拓扑的电网资源挖掘推荐模型构建

为降低电网数据挖掘难度,确保电网高效运行,构建基于网络拓扑的电网资源挖掘推荐模型。分析电网系统基本组成结构,明确电网资源来源,通过自下向上的形式构建资源库,确保数据有效储存;将网络拓扑描述为有向图形式,利用二维邻接矩阵表述相邻节点之间的连接状态,为资源推荐提供有效路径;经过归一化与k—均值聚类处理,统一资源格式,实现相同类型资源聚类;利用爬虫技术设置挖掘权限匹配阈值,结合抓取规则完成聚类谱智能排序,实现在爬虫协议控制下电网资源能够被准确挖掘推荐。仿真实验表明,该方法可提高数据预处理效果,减少延迟推荐现象,同时推荐结果的平均绝对误差较低。     

基于改进蒙特卡洛法的智能电网实时运行风险评估

蒙特卡洛法需使用大量电网抽样数据,花费的风险评估时间长,提出一种改进蒙特卡洛法实现高效智能电网实时运行风险评估。从多方面考虑,构建智能电网风险评价指标体系,明确蒙特卡洛法存在抽样次数多及方差系数大的问题;将交叉熵重要抽样法与分散抽样法相结合,构建近似函数,令原本电网中微小概率事件转换为大概率事件,减少算法抽样次数和方差系数,提高算法的计算效率。实验表明,所提方法能够有效识别正常状态下及元件失效条件下的电网实时运行风险,并通过失效线路负荷转移的方式有效降低了智能电网实时运行风险。     

Research on hybrid power filter of 6 kV power grid in coal mine

Studied the harmonic control of the 6 kV power grid in a coal mine substation. Taking harmonic suppression and reactive power compensation into account, and complying with the economic and efficient technical line of the smart grid, a new hybrid active filter was proposed and applied to the power grid in the coal mine with the advantages such as large capacity, low cost and low loss. In order to improve detection speed and reduce the succeeding errors to improve the filtering performance of the active power filter, the DFT (Discrete Fourier Transform) sliding window algorithm based on coordinate transformation and improved hysteresis control method was proposed. The Matlab simulation results show that the hybrid active filter is satisfactory, can improve the grid power factor and can meet the requirements of improving the power quality in the coal mine.     

新型铅酸电池板栅材料的正交实验设计

采用正交试验法研发新型免维护铅酸电池板栅材料 ,考察锡含量、稀土含量、钙含量对合金机械性能和耐蚀性能的影响。结果表明 ,锡对合金的耐腐蚀性能影响较大 ,钙对合金的机械性能影响最大 ,添加稀土可提高合金机械性能 ,同时改善耐蚀性能。新型板栅合金的最佳合金元素含量为 :Sn ,1 2 % ;Ca ,0 0 4% ;RE ,0 0 5 %。