无人水下航行器势场航路规划方法研究

对运动障碍威胁环境下无人水下航行器(UUV)航路规划问题进行了研究;首先分别对规划过程中固定障碍、运动障碍建立了排斥势场,对目标点建立了吸引势场,将航路规划问题转变为寻找最优势场点问题;然后提出一种改进的粒子群算法(NPSO),在UUV航路规划过程中,寻找距离当前路径点固定步长范围内的最优势场点,将其作为下一路径点,最终实现UUV在运动障碍威胁环境中的航路规划;最后对所提方法进行了仿真验证,UUV可以有效躲避固定障碍与运动障碍威胁,寻找到较优航路,取得了较好的仿真效果。     

基于改进人工势场法的无人机在线航路规划算法

在线航路规划能够使无人机针对动态变化的环境快速有效地生成相适应的飞行航路,是无人机任务规划系统必需的能力之一。基于人工势场法提出一种三维在线航路规划方法,使无人机在应对动态变化的飞行环境时能实时规划出保障飞行安全并满足其任务执行效率指标的飞行航路。此航路规划方法在环境构建过程中引入了参考航路引力场和自适应的时间扰动因子,解决了原人工势场法在航路规划中容易陷入势场局部最小值而导致无法用适感环境动态变化区域的问题。在此基础上,提出一种虚拟目标法以更有效地解决人工势场法遇到的局部极值陷阱问题。通过仿真验证表明:所提出的无人机在线航路规划方法比传统的人工势场法更容易跳出势场的局部最小值,且有较好的避障能力。     

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.     

无人机航路规划及视景仿真系统设计与实现

为提升无人机自主任务执行能力,对飞行特性、任务执行能力进行预演仿真,以减少实际试验投入、降低研制风险、缩短研发周期。针对某型无人机的飞行特性,开发了一套交互式无人机航路规划及视景仿真系统,解决了复杂飞行环境建模、三维空间大范围航路规划及大场景、真实环境三维场景建立等关键问题,实现对无人机的三维航路规划、视景仿真等功能,该系统是无人机模拟仿真系统的重要组成部分。仿真结果表明:该系统航路规划模块能适应不同环境的需求,规划速度快、规划结果准确,三维视景中直观显示无人机三维飞行特性,三维场景震撼真实,操作交互方便,可满足无人机任务飞行的航路规划及模拟验证等需求。     

面向低空突防的三维航路规划仿真研究

该文利用Matlab环境下的仿真工具建立了面向低空突防的三维航路规划系统仿真平台，将三维航路分解为水平方向和垂直方向的两个航路并分别应用改进的遗传算法和适应角法进行规划仿真。最后给出了仿真实例。     

基于航路点搜索法的军用飞行器航路规划

为提高军用飞行器航路规划的效率和对威胁体的适应性,提出一种基于几何原理的、步进搜索的新航路规划方法:航路点搜索法。对禁飞区、雷达和防空武器、高山等地形障碍物进行建模,推导出航路规划时的代价函数。介绍在规划空间内如何选取航路点、使用航路点搜索法在获得的航路点中进行筛选,从而生成航路的过程和原则,并根据代价函数对规划出的航路进行寻优。通过算例对航路点搜索法进行仿真验证,结果表明,该方法简单有效,收敛性好,对威胁体的类型和数量不敏感,具有一定的工程应用价值。     

无人机群航路规划定量验证方法研究

无人机群航路规划是实现无人机群对目标协同搜索的关键，针对无人机群航路规划的优化、解算问题，提出了一种针对无人机群航路规划的定量验证方法，该方法运用概率迁移系统与随机多主体博弈模型构建了无人机群航路时空系统模型，使用概率空间时态逻辑对无人机群航路规划的质量指标进行了描述，通过自动验证算法实现质量指标的验证。该方法可实现对无人机群航路规划的建模、分析工作，完成对无人机群航路规划在任务完成度、飞行安全度和性能发挥度这3个方面质量指标的计算，为确定无人机群的较优航路提供理论依据。     

基于网格模型的无人机航路规划仿真

关于优化无人机覆盖路径规划,应便于实时调整航路.实施战场游弋侦察的无人机要搜索含有先验信息的任务区域,并且没有确定的目标点.针对战场环境瞬息万变,提出了网格模型的航路规划方法.首先,将无人机的任务环境区域划分为若干网格单元,并根据存在目标的概率赋予网格单元权值.接着,依据航路决策集合建立了控制模型,根据探测区域对环境网格的覆盖情况建立了探测模型,采用控制和探测模型计算有限步长内的航路价值,通过求解一个动态规划得到当前状态下的最优航路决策.最后通过对一架和多架无人机侦察给定区域的仿真,验证了方法的有效性,为设计航路提供了科学参考.     

无人机自主航路规划平台设计

基于人机交互的需求,设计了一款无人机自主航路规划平台。该平台主要应用于无人机飞行前的航路规划工作,能够在已知任务环境信息的基础上,根据任务需求,规划出一条有效航路,同时具备控制无人机飞行、飞行状态监控等功能。首先,在国内外无人机系统适航标准规范的基础上,针对突发或紧急任务下无人机地面操作员工作负荷增大等问题,对无人机航路规划系统设计的安全性要求和人机交互需求进行了归纳梳理;然后,基于航路规划系统功能需求,从航路规划、通信、控制、状态监控等方面,构建了航路规划平台,并采用MATLAB APP Designer完成了软件平台的开发;最终试验测试表明该平台符合设计需求。     

多无人机协同航路规划的共同进化方法

面向多无人机协同作战的航路设计问题,提出了一种较新颖的多无人机协同航路规划共同进化方法.将航路映射到进化计算个体建立了基于共同进化计算的航路规划问题模型,以此为基础重点讨论了个体适应度设计等关键问题.以SEAD任务为想定,对多无人机协同航路规划共同进化方法进行了仿真.仿真结果表明该方法能够快速为多无人机找到协同航路,能够综合考虑无人机航路的燃油、安全、避碰以及任务协同等指标,可以解决多无人机协同执行任务的航路设计问题,且具有较好的收敛性和线性时间性.     

证据理论在最优路径规划中的应用

路径规划是车载导航系统的核心功能,其中最优路径规划功能最为常用。在最优路径规划中,道路属性起着关键的作用。目前道路属性的应用都是进行简单的加权求和,而这样道路属性不仅没有得到充分的应用,而且路径规划结果也不够理想。将道路属性数据进行量化后,应用证据理论将每条道路的属性进行融合,融合后的数据作为道路权值。这样不仅可以改善属性数据的应用效果,而且可以优化规划结果。实验表明了改进后的算法在没有影响搜索效率的前提下,搜索结果得到了优化。     

集成3DS MAX和AutoCAD进行路线三维建模

提出了一种构建数字高程模型来描述地形，利用横断面、桥梁、隧道等数据建立路基、桥梁、隧道三维模型、并将地形与这些三维模型拼合在一起形成路线三维模型的方法，在此基础上，通过集成AutoCAD及3DS MAX即可达到对路线进行三维造型的目的。     

人体经脉循行路线曲线拟合算法研究

经络的研究已经证实了循经感传现象的存在,为有效地解决循经感传现象的计算机实时仿真问题,在计算机图形学中的几何曲线构造方法的基础上,提出了以Catmull-Rom三次样条曲线的插值方程来拟合经脉循行路线的算法。该算法结合数据库技术,利用已知的穴位点作为经脉循行路线的控制点,通过优化的Catmull-Rom插值点的生成算法,计算得到整条循行路线的插值点并连接即生成3维空间曲线。实验结果表明,该算法能够快速地用计算机重构出经脉循行路线,保持了中医理论中经脉循行路线的形态特征。     

基于离散航迹点的舰船航行轨迹仿真估计

最近,航海技术发展迅速,在贸易、军事、科研等众多领域起到越来越重要的作用. 人们对于舰船航行的规划、仿真、监控与跟踪等方面的研究更细致、更全面. 本文主要研究基于舰船航行中跟踪到的稀疏航迹点的航线估计问题,用于态势图的仿真显示. 为了估计出通过所有航迹点、合理、平滑的航线,我们提出了由粗到细的航线估计算法,该算法主要包含三个层级. 提出的算法使用数据量较小的经验航海线路图和全球海陆分布图,这两种图的数据获取容易,并且可实现较快速的航线估计. 大量实验证明,提出的由粗到细的层级算法能较好的完成航线的估计. 同时,提出的算法也可以用于舰船航行前的航线规划. 算法仍然存在一些问题和不足,例如没有考虑海洋水深等问题,这将是我们下一步的研究内容.     

用势场法改进的极限环导航方法在移动机器人中的应用

结合人工势场法,提出一种新的极限环方法.它可以在诸如机器人足球赛等动态变化的环境中为自主移动机器人进行很好的实时路径规划.将障碍物的运动速度和一些不易直接表达的策略① 等转化成势场,然后把势场抽象成虚拟的障碍物,通过改变非线性方程的极限环半径,获得动态运动路径规划.这种方法能让机器人对高速运动的障碍物有很平滑的避障能力,并且能综合复杂的路径规划要求达到目标.仿真和试验都表明了这种方法在机 器人足球赛中的应用价值.􀁱 􀁽     

一种人机交互的大区域路径规划方法

提出了一种在大面积规划区域内为运动物体规划一条从起始点到终点的满意路径的方法。首先通过地形分析，把整个规划区域分成不同类型的子区域；其次在规划区域内选择候选点；最后给出了一种带有运动约束和规划规则的Ａ算法获得所需要的满意路径。     

铁路运输特定经路算法的研究与实现

径路选择和经由计算是关系到铁路运输效率和效益的重要问题。文中阐述了径路计算的概念,讨论了特定经由要求的构成,以及以此为基础的经由规则,提出了铁路运输特定经路算法,在满足经由文件要求对原路径进行调整的同时,保证了路径调整后最短,实现了铁路运输特定经由最短路径的求解,其对应的经由规则也易于检查与维护。此算法解决了传统车流径路系统的计算难点,极大地方便了货物运输计划、技术计划、列车编组计划以及列车运行图的编制,提高了工作效率,同时保证了正确性。     

基于改进混合蛙跳和GIS的城市垃圾车回收路径优化设计

针对城市生活垃圾由于回收不及时带来的二次污染加剧和现有的垃圾回收路径方案仍然成本过高的问题,设计了一种基于GIS和改进混合蛙跳算法的城市生活垃圾回收路径设计方法;首先引入了基于GIS的回收路径规划模型,以最小化垃圾回收总路径长度、车辆总费用和惩罚成本为目标建立了城市生活垃圾回收路径规划的数学模型;然后,对基本混合蛙跳算法进行了改进,提出了基于Tent映射和混沌扰动的初始种群生成方式,将规划的目标函数转换为适应度函数,为了加快算法的收敛速度,设计了一种自定义距离度量方式以衡量解之间的差异,从而实现最差解的自适应更新,以实现全局最优;最后,定义了基于GIS和改进混合蛙跳算法实现垃圾回收路径规划的具体算法;仿真实验表明:文中设计的算法能有效地实现城市垃圾回收路径规划,较其它算法相比,具有收敛速度快和寻优能力强的优点,是一种解决城市垃圾回收路径规划的可行方法。     

环境重建三维格网数据下的快速航迹规划方法

三维环境重建数据往往以三角格网的形式进行管理和存储,在该数据上进行航迹规划是飞行器、机器人等实现自主飞行或行走的基础。但是航迹规划过程面临的最大困难是规划数据量庞大,规划时间过长以及内存消耗过大。本文以三维重建所得到的三角格网环境数据为基础,提出一种基于通视性分析的三维航迹规划算法。与A*算法和粒子群算法进行对比,实验结果表明本文算法能够在占用较少的内存空间的情况下快速生成三维可行航迹。     

基于动态规划策略的旅游路线规划

动态规划主要用于求解划分阶段的动态过程的优化问题。针对旅游路线规划问题,论文利用基于路径记录的状态压缩动态规划方法,实现了个性化旅游路线规划,并给出了实际解决方法和过程,该方法可以在极短的时间内完成用户的请求并返回相应的结果,其用时远远低于普通的搜索算法。基于研究的方法,结合服务器端与客户端开发技术,设计和开发了一款可以进行个性化旅游路线规划的应用系统,该系统具有较好的性能。