基于 PID 控制的月面巡视探测器坡度行驶仿真分析

通过月面巡视探测器爬坡轮与地面的相互作用分析,建立月面巡视探测器坡度行驶地面力学模型。根据双闭环直流调速系统工作原理,采用位置式PID控制算法编写了电机驱动仿真模块,并将电机驱动仿真模块融合到月面巡视探测器多体动力学仿真体系中,构建了完整的月面巡视探测器动力学仿真系统。对月面巡视探测器坡度行驶工况进行仿真分析,初步实现了对月面巡视探测器动力学模型的验证,为月面巡视探测器驱动控制算法、运动规划和路径规划仿真提供技术支持。     

基于改进适应度函数的麻雀搜索算法路径规划研究

将一种智能优化算法——麻雀搜索算法应用于移动机器人二维路径规划,并对其进行改进以提升寻路效率。基于该算法的实验环境在栅格地图中实现,采用麻雀搜索算法进行路径规划,为了解决该算法在路径规划应用中原本适应度值不佳,种群易受局部最优个体误导的问题,设计并改进了算法的适应度函数,将本代的全局最优种群作为下一代迭代的评价标准,并将适用于路径规划的思想加入到适应度函数中。在模拟场景中进行了寻路仿真实验,实验结果验证了算法改进的合理性和提升程度。     

嵌入式导航系统的最短路径算法研究

针对道路交通网络应用,回顾分析了经典最短路径搜索算法。结合嵌入式系统的具体特点,提出了2种适用于嵌入式导航系统的最短路径算法,并对算法效率进行了评估和实例验证,算例表明了这2种算法的可行性和优势。     

基于改进蚁群算法的外卖配送路径规划研究

从外卖配送员角度出发提出一种改进蚁群算法(Improved Ant Colony Optimization, IACO),在此基础上进行外卖配送路径规划研究.首先通过蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)求解得到初始规划路径,然后通过大规模邻域搜索算法(Large Neighborhood Search, LNS)优化初始规划路径,通过将ACO和LNS算法结合,提高求解质量.为了验证方法的有效性,对外卖配送过程进行仿真,并且选用不同订单数量场景进行对照分析.根据最优配送方案路线图和目标罚函数的最优值可以得出,IACO算法是有效的,且可以提高外卖配送员外卖配送的效率.IACO算法不但能够提升配送的智能化水平,还从外卖配送员的角度提出一种更为人性化的配送方法,支持网络互联外卖平台派送系统的可持续化发展.     

基于改进RRT-Connect算法的路径规划研究

传统移动机器人的路径规划算法环境障碍建模复杂且容易陷入局部最小值，而基于采样的快速扩展随机树(RRT)算法通过随机节点快速扩展路径搜索效率低。RRT-Connect算法在RRT算法基础上提升了搜索效率，但存在路径曲折的问题。为此，在RRT-Connect算法基础上通过加入人工势场引导增长方法和目标偏置采样方法，改进算法规划路径的平滑性和速度。为验证改进算法的有效性，与RRT算法、RRT-Connect算法在不同复杂度环境中的执行性能进行比较。仿真实验的结果表明，改进算法在三种不同环境下的路径规划时间和路径规划长度以及标准差稳定性方面均优于其他两种算法。     

基于语义信息的虚拟环境路径规划

为了降低虚拟环境下路径规划的计算复杂度,体现路径的合理性与增强算法的适应性,提出一种基于语义信息的层次型路径规划算法。针对目前虚拟人与环境地图建模时只考虑基本的几何信息,提出加入语义信息的建模方法;并在路径搜索算法中加入语义约束,使规划出的路径更符合人体的行为习惯;最后从路径长度、计算时间与扩展结点数三个指标验证算法的有效性,实验结果表明随场景规模的增大算法的计算时间呈线性增长态势。     

利用虚拟传感器的巡视器机械臂碰撞检测算法

为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率,提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法.建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型;对地面环境点云数据进行Delaunay三角化,采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集;利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型,通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测,避免机械臂与环境发生干涉.月面巡视器就位探测任务内场实验表明:基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内,碰撞检测时间降低至10 s内.基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性.     

中国造“月球车”亮相

我国自行研制的两款月面巡视探测器已在上海宇航系统工程研究所亮相。据报道，月面巡视探测器通常被称为“月球车”，是我国“绕、落、回”“三步走”探月工程中．实现第二步“落”的重要部分。     

Dijkstra和A-star算法在智能导航中的应用分析

Diikstra算法是最经典的最短路径算法,A-star算法是最有前景的启发式搜索算法.深入分析和比较两种算法,在复杂的交通地形图中,通过改进估价函数,证实了A-star算法在智能导航中更加高效.     

基于改进粒子群算法的无人船全局路径规划研究

针对传统粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)在全局路径规划过程中存在搜索路径不合理、容易陷入局部最优解等问题,提出了一种PSO-ABC(Particle Swarm Optimization-Artificial Bee Colony Algorithm)融合搜索算法。首先,提出惯性权重自适应更新与动态学习因子策略,使得粒子能够随着迭代次数的变化而更新惯性权重与学习因子,提高算法的寻优能力和收敛速率;其次,提出粒子拥挤度因子的概念,增强算法跳出局部极小值的能力;最后,引入人工蜂群算法中的跟随蜂和侦察蜂思想,提高融合算法的全局搜索能力。设置4种不同的障碍物环境进行仿真实验,实验结果表明,改进的融合算法相较于3种对比算法路径规划速度快且路径短,提高了算法搜索路径的成功率,其综合性能显著优于传统的粒子群算法。     

基于遗传算法的可重构天线系统研究与实现

提出以信噪比作为可重构天线寻优过程的评价函数.采用遗传算法作为系统的寻优算法,并对其参数设置进行研究.利用信号发生器产生的信号对可重构天线系统进行测试,实验数据表明,文章中提出的直接以信噪比作为评价函数的可重构天线寻优算法,可以使可重构天线系统有效提高目标接收信号的信噪比,并在一定程度上抑制干扰信号,提高系统性能.     

Tent混沌和模拟退火改进的飞蛾扑火优化算法

针对标准飞蛾扑火优化算法存在的易陷入局部最优陷阱、全局寻优能力不足的问题,借鉴混沌序列、模拟退火算法和遗传算法,提出Tent混沌和模拟退火改进的飞蛾扑火优化算法.首先,通过Tent混沌序列初始化种群,增加种群多样性;然后对当前最优解增加扰动产生新解,并与当前最优解按比例杂交相加,根据模拟退火算法中的Metropolis准则判断是否接受杂交后的新解,最终获得最优解.分别使用复杂高维基准函数和航迹规划问题测试算法性能.其中,6个复杂基准函数寻优测试结果表明,对于10维基准函数,该算法经过约0.25秒收敛到最优值;对于50维基准函数,该算法经过约0.5秒收敛到最优值.与标准飞蛾扑火优化算法和其它智能优化算法相比,该算法能够有效跳出局部最优解,寻优精度更高,收敛速度更快.航迹规划仿真表明,对有4个禁飞区和2个威胁源的空域环境,该算法经过大约100次迭代可以得到最优航迹,与标准飞蛾扑火优化算法相比精度更高,具有实际应用价值.因此,该算法具有更好的寻优性能.     

月面巡视探测器的图像分割及识别方法

针对月面巡视探测器的识别技术,通过彩色图像识别的办法解决了在月面环境存在较强阴影区域对月面巡视探测器识别带来的影响,进行了多种彩色图像分割方法的比较,提出了多通道彩色分量融合的图像分割方法,并用线性分类器的模式识别理论对其原理进行了分析,用形态学滤波方法对分割后的图像进行了滤波,并用分割区域标识算法进行了识别区域的标识。试验表明,该方法能够适应各种光照条件的影响,具有较强的鲁棒性,对各种噪声有明显的抑制作用。该方法使彩色图像分割技术变得简单、可靠,并具有一定的通用性,可以应用到未来的月球探测中去。     

基于人工势场与细胞自动机的移动机器人路径规划算法

提出了一种基于细胞自动机（Cellular Automata,CA）和人工势场的全向移动机器人路径规划算法,并通过一个4层的细胞自动机模型实现了该算法。通过构造扩张的障碍占位网格地图可在规划算法中将机器人简化为一个点,然后通过建立数值化的障碍人工势场图来考虑障碍物的局部影响,并使用CA模型得到距离传播图,最后通过搜索势场超曲面的最小值获得从起始点到目标点的最优无碰撞路径。仿真结果表明,提出的算法可以获得最优无碰撞路径,最优路径足够光滑且与障碍有较大的安全距离,便于全向移动机器人跟踪。     

弧焊机器人系统的运动学求解

建立了Motoman SK6机器人和二轴倾斜/回转焊接变位机的模型,用Denavit-Hartenberg方法建立了机器人操作臂和变位机的运动学方程,实现了运动学正解. 根据机构特点用简化的几何解析法得到封闭形式的机器人运动学逆解,并实现了使变位机获得平焊位置的算法. 通过机器人系统的运动学和平焊位置算法,可以实现焊缝在平焊位置焊接,从而保证了焊接质量. 算法简单,且运行速度快,为实现弧焊机器人系统路径规划和离线编程奠定了基础. 经过图形仿真与实际下载到机器人控制柜上运行,表明计算结果可以满足平焊位置焊接的要求.     

基于MANET的分簇算法研究

分簇是一种能将节点分成逻辑上独立的组的机制,在MANET中应用分簇算法得到的分级式结构能提高网络的总体性能.介绍了分簇算法的构成和度量分簇算法性能优劣的标准,并对几类典型的分簇算法进行了分析和比较,最后指出了其中存在的问题.     

一种求解多峰函数优化问题的新算法

一般的演化算法求解多峰函数优化问题采用笼统的评估机制 ,盲目评估现象明显 ,文章提出了求解多峰函数优化问题的一种新的演化算法 ,较好地避免了这种盲目现象 ,且有效地提高了算法的全局收敛性能     

基于MANET的分簇算法研究

分簇是一种能将节点分成逻辑上独立的组的机制，在MANET中应用分簇算法得到的分级式结构能提高网络的总体性能．介绍了分簇算法的构成和度量分簇算法性能优劣的标准，并对几类典型的分簇算法进行了分析和比较，最后指出了其中存在的问题．     

非线性LMS算法实现盲源分离

在经典的最小均方(LMS)算法中引入非线性函数,得到一种非线性LMS算法.该算法根据LMS算法建立了相应的对照函数,用自然梯度推导出了自适应盲源分离算法,并且分别给出了实数算法和复数算法的详细推导过程.结果发现得到的算法即为最大化熵和最小化互信息(ACY)算法,从而揭示了ACY算法与LMS算法的关系,同时也得到ACY算法的复数形式.计算机仿真试验验证了算法的有效性.