改进蚁群算法水面无人艇平滑路径规划

针对水面无人艇的路径规划,首先用仿生学算法对环境障碍物做开运算,提出改进的蚁群算法搜索可行路径得到航路点序列,优化合并没有障碍物的相邻航路点并顺序连接,得到可行且无碰撞风险的全局路径;其次,使用Dubins曲线算法对连接点进行平滑处理,分析其几何特性并找出其不足之处;最后,引入贝塞尔三阶曲线理论对于已经优化过的折线段进行平滑处理,使其在满足最小旋转半径的同时,也满足USV动力学特性,最终得到一条优化可行的路径.仿真结果证明本算法设计的光滑路径在计算复杂度、路径优化等方面都有了较大的提高.     

基于流体扰动计算的无人机三维无碰撞航路规划

针对三维多架无人机(UAV)入侵的情况,提出一种基于流体扰动计算方法与交互多模型(IMM)算法相结合的无碰撞航路规划算法.首先将流体扰动计算方法用于三维单机入侵情况下的无碰撞航路规划,并简要分析该方法的特点.然后将改进的流体扰动计算方法运用到三维多机入侵的情况,并采用机动目标多模型跟踪算法对机动入侵机进行跟踪并对其未来运动态势进行预测,再结合滚动优化思想在线调整影响系数,在无人机性能约束要求下对避撞航路进行实时的局部优化,最终规划出一条三维可飞行的无碰撞航路.仿真结果表明,该算法能够规避多架入侵机,航路平滑可飞,满足实时性要求.     

一种应用在反舰导弹航路规划中的算法

为了使具有航路规划功能的反舰导弹能够实时规划,减小武器系统的作战反应时间,提出一种信息处理量小、计算迅速的航路规划算法:递推算法.递推算法是在考虑导弹的机动能力和各项约束的条件下,秉承导弹完成转弯所需导航点最少的原则,根据一定的假设条件,由目标位置开始,按攻击方向的反方向,依据平面几何知识,依次递推得到所有导航点位置,直至发射点,从而得到导弹参考航路.仿真结果表明,由该算法得到的参考航路能够满足导弹实时规划要求,而且便于工程实现.     

对抗环境下多UCAV协同速度规划

在作战对抗环境下,由于目标威胁区域的密集排列,UCAV可能同时受到多个防空设施的威胁.为了有效优化控制飞行速度,利用威胁的火力范围和UCAV的攻击区确定各UCAV路径上的航路点,通过对各航路点之间的平均速度进行优化组合达到对整个飞行过程的速度控制,使飞行过程中所受总威胁值最小,飞行时间最接近预定值,同时满足UAV飞行特性约束,使用基于ε占优的多目标进化算法(MOEA)求解多目标优化速度.仿真结果表明算法能够对问题进行合理优化,获得一组高质量Pareto解,为决策者提供决策的依据.     

有人/无人机协同打击航路智能规划

随着航空技术的发展,战机朝着高速化、隐身化、无人化、智能化发展,有人/无人机协同是当前的发展方向.如何在满足协同约束的条件下,对有人机和无人机的航路进行规划与控制,并体现二者鲜明的职能分工还没有有效的方法.本文阐述了一种基于聚类再分配,得到待优化航路点的航路点预处理方法.首先简要的对K-means++算法的基本流程,然后针对战地环境中目标的不规则分布特点,建立了战地各要素模型,提出将自适应增类的聚类思想和二次聚类模型应用到航路规划的航路点预处理中,并使用匈牙利算法和遗传算法对航路点进行规划.通过仿真验证,本文提出的方法能够很好的避免传统算法的局限,能够在满足协同条件的同时,减小航路代价,简化规划复杂度.     

基于时延约束的快速低代价组播路由算法

低代价最短路径树是一种广泛使用的组播树,通常不能满足实时多媒体应用中信息从源端到目的端传输的时延限制。针对该问题,提出基于时延约束的快速低代价组播路由算法,利用代价构建满足时延约束的初始树,将不满足时延约束的路径用最小时延路径代替。仿真结果表明,相比时延约束最短路径树算法,该算法的计算时间更少,组播树的总代价更低。     

基于二型模糊集推理的优化航路规划方法

航路规划是带约束的多目标优化问题,常用的优化算法是通过加权系数法把多目标优化问题转化为单目标优化问题。该固定的加权系数无法适应战场环境的变化,且无法满足不同专家对优化目标的个人偏好。针对以上问题,提出基于二型模糊集推理的优化航路规划方法。建立航行器复杂约束层次表达模型,采用改进的Per-C方法,利用不同专家对优化目标的偏好信息以及航路约束值实现模糊推理,求取航路模糊代价。将模糊推理应用于A*搜索代价计算过程,最终实现优化的多目标航路规划方法。实验结果表明,该方法能够准确反映各专家对优化目标的偏好,具有较强的灵活性和通用性。     

时延受限组播路由的最短路径加速算法求解

分析了时延受限的Steiner树问题,总结了在构建组播树过程中的代价和计算复杂度变化规律,并根据实际网络环境,从优化最短路径出发,提出了一种基于优化最短路径的时延受限组播路由算法AOSPMPH。该算法以MPH算法为基础,利用Floyd最短路径优化算法求出节点对之间的最短路径,选择满足时延要求的最小代价路径加入组播树,进而产生一棵满足时延约束的最小代价组播树。仿真结果表明,AOSPMPH不但能正确地构造时延约束组播树,而且其代价和计算复杂度与其他同类算法相比得到了优化。     

改进A*算法的水面舰艇静态航路规划

针对复杂海洋环境下水面舰艇航路规划时出现的大地图寻路速度慢、航路安全性差、航路不平滑等难题,结合电子海图提出了一种改进A*算法的航路规划方法。提出一种自适应的改进启发函数,在搜索节点时加入目标节点的方位信息,加快了A*算法搜索路径的速度;加入迫使航路远离障碍物的安全距离,解决了传统A*算法沿障碍物边缘寻路导致航路安全性差的问题;对原始航路进行二次优化,在对原始路径提取转折点后,通过判断任意两个转折节点的直线可达性,将转折节点之间的实际距离转化为距离矩阵,使用Dijkstra算法优选出航路长度更短的关键转折点,最终使用二阶贝塞尔曲线对航路转折处进行平滑处理,以满足航路平滑且易跟随的要求。仿真实验表明,相对于传统A*算法,改进算法规划的路径具有寻路速度更快、航路距离更短、航路安全性更高的特点。     

基于多个QoS约束的路径选择算法

寻找同时满足多个独立的QoS 约束的路径是一个NP 完全问题。提出一种解决多约束路径问题的有效算法———多约束最小跳路径算法( MHMCA) , 该算法首先利用Bellman-Ford 最短路径算法进行标记, 并删除图中的无用链路, 在简化后的图中使用基于堆栈的深度优先搜索算法寻找所有满足约束的最小跳可行路径。最坏情况下, 算法的时间复杂度为O( n3) 。仿真结果表明, 该算法寻找具有最小跳可行路径的成功率高, 接近于最优算法。     

支援干扰下战斗机突防段综合航迹规划

针对传统A*算法搜索空间以及收敛时间等方面的不足,首先提出了改进的A*算法;其次对战斗机突防段综合航迹规划影响因素进行分析,在此基础上建立了战斗机对地攻击突防段代价函数数学模型;然后对支援干扰下的雷达压制区进行研究,确定干扰机位置,由此条件构建支援干扰下战斗机突防段综合航迹规划模型;最后应用改进的A*算法进行战斗机突防段综合航迹规划。仿真实例表明,基于改进的A*算法可以有效地进行突防段的航迹规划,可以有效地减小航迹的代价,提高战斗机的突防概率,有利于我方战斗机成功突防。     

Topology-preserving simplification of 2D nonmanifold meshes with embedded structures

Mesh simplification has received tremendous attention over the years. Most of the previous work in this area deals with a proper choice of error measures to guide the simplification. Preserving the topological characteristics of the mesh and possibly of data attached to the mesh is a more recent topic and the subject of this paper. We introduce a new topology-preserving simplification algorithm for triangular meshes, possibly nonmanifold, with embedded polylines. In this context, embedded means that the edges of the polylines are also edges of the mesh. The paper introduces a robust test to detect if the collapse of an edge in the mesh modifies either the topology of the mesh or the topology of the embedded polylines. This validity test is derived using combinatorial topology results. More precisely, we define a so-called extended complex from the input mesh and the embedded polylines. We show that if an edge collapse of the mesh preserves the topology of this extended complex, then it also preserves both the topology of the mesh and the embedded polylines. Our validity test can be used for any 2-complex mesh, including nonmanifold triangular meshes, and can be combined with any previously introduced error measure. Implementation of this validity test is described. We demonstrate the power and versatility of our method with scientific data sets from neuroscience, geology, and CAD/CAM models from mechanical engineering.     

面向快递终端的物流配送服务系统设计

针对传统的物流配送服务系统存在物流路径开销大、配送效率较低等问题,提出一种面向快递终端的物流配送服务系统改进设计方法。结合路径优化控制进行物流路径规划,建立物流配送服务网络移动快递终端节点分布模型,采用智能路径规划方法,实现物流配送服务系统的快递路径规划优化。在算法设计基础上,结合C/S面向对象模型进行物流配送服务系统的软件开发设计,物流配送服务系统的软件包括数据库管理模块、信息集成处理模块、人机交互控制模块和终端服务模块等,结合RFID射频识别和APP技术,实现系统优化设计。测试结果表明,采用该方法进行物流配送服务系统设计,降低了物流路径开销,提高了物流配送的效率。     

基于遗传算法的多台光电经纬仪优化布站研究

利用部署于不同地点的多台光电经纬仪对飞行目标进行交会测量,可以确定被测目标的空间位置.为提高对被测目标的定位精度,提出了一种基于遗传算法的多台光电经纬仪优化布站方法.首先建立了光电经纬仪交会测量定位优化布站数学模型,然后针对该优化问题对遗传算法进行了设计,最后运用该算法对三台光电经纬仪布站几何进行了优化布站仿真计算,得到了三台光电经纬仪经布站优化后的站点坐标,且仿真结果表明该方法能够明显提高对被测目标的定位精度.     

基于贝叶斯决策的无人机飞行路径自动规划方法

传统无人机飞行路径自动规划方法无法获取全部障碍物信号,使无人机飞行不能达到避障效果,导致飞行路线规划效果较差;为此提出基于贝叶斯决策的无人机飞行路径自动规划方法;无人机飞行路径自动规划硬件模块包含自动规划模块、动画演示模块、地图导航模块和数据导出模块,自动规划模块负责控制无人机飞行;动画演示模块使用240PRO型号的LEWITT声卡,为展示飞机飞行路线提供声音;LS-TM8N地图导航模块通过串口将射频信号发送到天线的输入端,再由数据导出模块导出并保存相关数据;基于贝叶斯决策原理,结合贝叶斯元胞蚁群算法,计算贝叶斯先验概率和后验概率,规划无人机飞行路径,获取最优路径;实验结果表明,该方法遇到静态障碍物捕获的避障信号在-28～30mV范围内波动,动态障碍物捕获的避障信号在-27～30 mV范围内波动,与实际障碍物信号波动范围一致,避障效果较优.     

空间目标检测序列图像中恒星目标抑制

针对固定指向地基天文光电探测系统中数量众多、成像相似的恒星目标对空间目标检测的干扰,提出一种基于时空域融合处理的恒星目标抑制算法。在时域上改进图像差分算法,采用时域膨胀差分抑制恒星目标;在空域上对检测到的恒星目标采用数学形态学重构来恢复恒星目标的完整星像,进而将形态学重构前后的图像相消来抑制恒星目标。根据时空域融合处理机制的不同,给出了两种融合处理方法抑制恒星目标。通过实测数据对比,结果表明本文算法达到了良好的恒星目标抑制效果:1)能够较好地抑制恒星目标及其边缘像素;2)暗弱恒星目标也得到较好地抑制;3)恒星目标抑制后空间目标的信噪比得到了较大提升。     

基于文化算法的无人飞行器航迹规划*

现有航迹规划方法无法保证规划最优路径的同时满足实时性要求,因此文中提出基于文化算法的无人飞行器航迹规划算法.利用文化算法的特性,将在线航迹规划方法与离线航迹规划方法相结合,融入文化算法种群空间中.知识提取,将初始航迹提取为形势知识,将航迹中特征节点可变化范围提取为规范知识,使用知识限定规划空间,缩短规划时间.通过知识结合不同规划方法,弥补现有方法的缺点.实验验证文中算法在复杂动态环境下能有效寻找目标点,相比其它在线航迹规划方法,规划速度更快,规划航迹更短,有效减少飞行器执行任务的时间.     

基于时空关系的在线多笔画手绘折线段曲线识别

基于在线笔画的时空关系对多笔画手绘折线段曲线进行识别,先基于时间间断对笔画序列进行多笔画预处理,然后详细讨论基于空间关系的多笔画手绘折线段的识别问题。将折线段的多笔画识别分为折线段与直线段的多笔画识别和折线段间的多笔画识别。在讨论折线段与折线段间的多笔画绘制时,给出点与折线段及两条折线段间相互位置关系的一系列概念。提出通过两条折线段之间的位置关系和点与折线段的位置关系等进行折线段的多笔画判定,并给出详细的聚类算法。最后通过自主开发的FSR系统对提出的算法加以验证。     

飞机起飞调运航路规划方法研究

针对飞机从停机位到起飞位的调运航路规划问题,为了规划最优航路,首先采用栅格法建立了飞行场地和飞机的简化模型,根据飞行场地的飞机布列位置,应用蚁群优化算法,规划出所有飞机从停机位到不同的起飞位的调运航路;针对飞机运动时的转角约束条件,利用B样条对规划出的调运航路进行平滑处理。经仿真生成了安全、可行的最短调运航路。仿真结果表明,将蚁群算法和B样条相结合应用于飞机调运航路规划,可以满足飞机运动的约束条件且规划出的结果优化。     

基于瑞萨单片机的四旋翼自主飞行器设计

该四旋翼自主飞行器以瑞萨公司的R5F100LEA单片机为控制核心,包括飞行姿态处理模块,超声波测距模块,红外传感器循迹模块,电机驱动模块以及微处理器模块等.飞行姿态处理由MPU6050加速度计陀螺仪提供,保证飞行器平稳飞行.超声波测距模块和红外传感器循迹模块为飞行器提供导航参数使飞行器可以按照规定航线并以一定高度飞行.本设计中应用了PPM控制方法,PID算法,平滑滤波等,使飞行器实现在一定区域内一键式起飞,稳定飞行,精确降落.并且可以拾取物件,完成空投任务,最终精确降落并停机.