移动机器人路径规划技术

为使移动机器人在实际地图环境中自主根据算法规划行走最短路径,研究A*、蚁群和遗传算法的实际应用.通过仿真和控制变量方法,将3种算法在模拟地图环境中进行最短路径规划,对比不同算法在不同复杂程度地图上的规划效果,找出实际地图环境中算法应用的规律,并通过多次测试与仿真修改.仿真结果表明:A*算法在实际地图环境中应用效果最佳,移动机器人能够自主根据A*算法规划出最短路径.     

基于模拟退火算法的岛礁补给路径规划

为了高效、准确地解决岛礁补给最优路径规划问题,基于模拟退火算法对该问题进行了研究.采用路径长度最短作为海岛补给路径规划的最优指标,利用模拟退火算法求解最短路径.并分别对蚁群算法和模拟退火算法路径规划进行仿真分析,仿真结果表明:在岛礁补给路径规划问题上,模拟退火算法不仅可以高效准确地解决岛礁最优路径规划问题,而且相对于蚁群算法具有能避免陷入局部最优,计算结果稳定且效率更高等优势.该方法不仅可以用于岛礁补给路径规划,还可以用于解决无人平台、飞行器等路径规划的问题.     

基于拓扑分层的路网简化模型及其应用

针对分层最短路径算法的要求,提出以普通单层路网为基础构建分层分区路网的方法。介绍分层分区路网模型和基于分层路网的最短路径算法,给出实现分层路网中最短路径算法所需分层路网模型应具有的特点,以北京市的单层路网模型为基础,实现一个双层路网模型实例,并应用于军队物资调配问题求解中。计算结果表明：该模型可满足分层最短路径算法的要求,提高最短距离的计算效率。     

基于MK60 的自动仓储控制系统

为提高仓库存储技术的自动化和智能化,设计一种基于仓库道路信息的MK60 单片机自动仓储控制系统。 以智能分拣车为主体运送物品,结合图像识别算法,通过最优路径算法计算到达目的货架的先后顺序,利用运动控 制技术、无线通信技术及人机交互技术巡线到达目的货架,实现物品的自动存放。实验结果表明：该控制系统运行 稳定效率高,能以最短路径、高效平稳运送物品到达任意指定仓库货架。     

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.     

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。     

一种基于分割法的无人机路径规划新方法

为解决无人机快速可靠的路径规划问题,提出了一种在威胁分布已知条件下的无人机飞行路径规划新方法。在Matlab软件平台下,运用Voronoi图法根据已知威胁分布获取无人机的初始安全飞行路径,然后采用Dijkstra算法进行路径搜索获取最短路径,再利用提出的分割法对最短路径进一步优化并减少其拐点,最后利用spcrv函数对路径进行平滑以获取最优路径,并通过一系列的仿真证明了该算法可行并具有很好的时间性能。     

基于人工势场和RRT算法的机器蛇水下三维避障算法

为提高多自由度多冗余度的机器蛇水下环境适应能力,使机器蛇在海洋中有效避开岩石、鱼群、珊瑚和其他悬浮物,实现机器蛇在水中复杂环境灵活运动并准确到达目标位置,提出了一种基于人工势场和快速扩展随机树搜索算法的机器蛇水下三维立体智能避障算法,利用MATLAB建立三维随机障碍模型。在全局避障方面,通过快速扩展随机树搜索算法解决机器蛇路径被锁死的问题;在局部避障方面,利用人工势场方法避免了难以找到最短路径的不足。由此实现机器蛇以最快速度、最短路径的原则寻找躲避障碍到达目标点的路径。仿真结果表明,机器蛇能够有效避开复杂环境中或大或小、或疏或密的障碍,算法对实现机器蛇进行海洋探索有着重要的意义。     

距离值传播路径规划算法的改进

提出通行便利程度属性来描述环境地图表面的不平整性对移动机器人路径规划的影响，并引入到距离值传播路径规划算法中为移动机器人规划路径。改进后的算法更具有实用性。在距离值传播路径规划算法的基础上，对环境地图表面的每个点规定多个通行便利程度属性值，根据该点距离值传播方向引入响应的通行便利程度属性值。通过仿真实验验证，提出的通行便利程度属性模型能适当的描述地图表面的不平整性对路径规划的影响，提高了原始算法的实用价值。     

基于多目标模糊决策的炮兵机动最佳路径选择

本文Dijkstra最短路径算法的基础上，提出了应用多目标模糊决策的方法来实现在多种模糊因素影响下的炮兵机动最佳路径选择，并通过对实例的分析。证明该方法在最佳路径的选择上的客观性和对影响因素考虑的完备性，整个计算过程速度也较快。     

一种移动机器人路径规划方法

路径规划的目标是根据具体任务为机器人寻找一条最优无碰撞路径，其主要内容包括：运动建模，环境建模和路径搜索。对机器人的运动模型进行分析，基于Voronoi理论，采用近似构造法，构造一般环境的Voronoi图，通过将移动机器人起始点和目标点连入Voronoi图，形成移动机器人运动的无碰撞路径网络。利用Dijkstra算法，寻找一条从起点到终点的最短路径。仿真结果表明，该方法简单，有效。     

城市火灾应急疏散模型研究

针对城市火灾事故中大型公共场所外人员疏散难的问题,在考虑影响火灾应急疏散因素的基础上,分析火灾应急疏散的模型,并以某市体育馆周边道路情况为例,采用Dijkstra算法和区间数网络算法对影响交通道路网的因素进行综合优化,分析得到最短路径和最小风险路径。结果表明:该模型的应用可实现三维场景中火灾应急疏散路径的可视化,可为火灾应急疏散提供决策支持。     

基于图论的指标体系优化方法研究

针对指标体系中指标间存在相互作用,采用层次分析法难以对其进行评估,提出了基于图论的指标体系优化方法,设计了基于最短路径的简化指标相互作用算法和基于可达矩阵的指标层次化算法;将复杂的指标体系简化为层次结构,有效地对指标体系优化.     

基于改进蚁群算法的多约束供应保障网络路径优化

针对网络优化领域中的多约束网络路径优化问题,以战时供应保障路径优化问题为研究对象,建立一种保障代价最小的路径优化模型。分析保障路径优化中存在多约束限制问题的特点,在基本蚁群算法的基础上引入蚂蚁相遇策略,融合了多约束条件对保障路径优化的影响,通过正、逆反馈同时作用,对信息素更新策略进行改进,并对搜索最优保障路径实例的仿真。仿真结果显示:改进蚁群算法平均执行时间较基本蚁群算法提高了40.1%,说明改进的蚁群算法能在更短的时间内找到最优解,而且在避免陷入局部最优解方面具有更好的效果。     

基于实数离散傅里叶变换的图像数字水印算法

数字产品的迅速发展给多媒体安全和版权保护技术提出了新的要求,数字水印技术作为一种重要的解决方案引起了人们的高度重视。实数离散傅里叶变换( RDFT)是Ersoy提出的一种实的酉变换,具有和快速傅里叶变换(FFT)相似的快速算法,本文提出一种基于该变换的图像数字水印算法,在图像的RDFT域的中频系数中嵌入具有高斯分布的水印序列,该算法具有算法复杂度低、嵌入量大、计算高效等优点。实验结果表明,算法具有良好的不可见性,并且对于一般的图像处理操作具有良好的鲁棒性,性能优于传统的傅里叶域数字水印算法。     

矢量距离值传播移动机器人路径规划算法

一种新型简单机器人路径规划算法：其模型把实际环境离散成由目标、障碍、自由空间组成的点拓扑组织的地图。系统通过特殊的数学模型把路面的不平整性对机器人行走的影响程度量化为通行便利程度并引入到路径规划模型中。实验验证该模型具有计算效率高，存储空间开销小，对实际地图模拟比较完全等优点，适合实际应用。