基于T-S型模糊神经网络的轮式机器人避障方法研究

针对超声波传感器产生的不确定信息,研究了一种基于Takagi-Sugeno(T-S)模型的模糊神经网络信息融合避障方法;对超声波传感器所获得的数据进行融合,建立控制器输入信号和机器人速度输出之间的模式映射关系;在MATLAB环境下对模糊神经网络避障算法进行了仿真,最后在实际环境中进行避障实验;实验结果表明,该算法具有较好的准确性和鲁棒性,能够适用于移动机器人的导航需要.     

地图自动输入系统中快速输入等值线群的算法

研究地图中等值线群的快速输入问题,给出了自动跟踪提取等值线群的有效算法。该算法在跟踪提取各圈等值线的过程中顺以脱离人工干预,能自动识别并处理相邻等值线的碰撞问题,自动弥合等值线上的缺口。     

利用动态规划和电势理论规划UAV三维航迹

用改进的电势理论规划无人机的三维航迹。充分考虑了地形威胁、火力及雷达威胁同时存在的情况,并对它们的权重对航迹规划的影响进行了研究。通过限制航线到包含任务起止点直线的距离,不但克服了电势法无法收敛目标点的问题,而且可以缩短飞行航程;研究惩罚函数中各因素不同权重对飞行航线的影响,选择出最优权重系数;通过仿真试验可知,该方法能够成功地为无人机规划出安全的飞行路径。     

一种复杂环境下移动机器人避障新方法

为解决基于传统人工势场法的机器人避障算法在陷阱区域或在障碍物前会产生震荡而导致机器人不能到达目标点的问题,提出一种带记忆功能的沿边法;通过记录和分析障碍物边缘人工势场法的局部最小点来判断目标点是否被障碍物包围,从而避免机器人来回震荡以及围着目标点旋转的现象;首先进行沿边行为激活和退出条件研究,然后进行局部最小点记录条件分析,最后给出了目标点被障碍物包围的判断准则;仿真实验,结果表明该方法解决了复杂环境下机器人的避障问题;该方法用于复杂环境下的机器人避障是可行的、有效的.     

TIN快速求交算法及其应用研究*

煤矿床地表与地质层面模型通常采用TIN表示,交线作为层面模型交叉部分的特征描述,在模型构建及后续的应用分析中都具有十分重要的作用。根据基于层面模型编制露天煤矿采剥计划的需要,提出并实现了一种基于空间索引与碰撞检测的TIN快速求交算法,算法通过建立TIN空间格网索引,使相交测试仅限于映射在同一个空间格网单元内的三角形对之间,在计算交线时,进一步应用AABB包围盒碰撞检测技术快速剔除不相交三角形对,并分别采用“边—面”及改进的“边—边”求交算法计算异面与共面三角形交线,最后,根据交线段之间的空间邻接关系实现交线的快速分离。实验分析表明,算法整体时间效率较基于OBBTree的TIN求交算法高,并在露天煤矿采剥计划CAD软件系统中应用于计划线生成、运输道路设计、追踪等值线、切割剖面等设计实践,提高了在三维图形环境下采剥计划设计的精度与可靠性。     

一种传输能量固定的数据聚集调度近似算法

针对现有的基于物理干扰模型的数据聚集调度近似算法具有较高的延时问题, 提出了一种改进的传输能量固定的数据聚集调度近似算法。该算法首先根据节点的通信半径构造一个网络通信图, 然后在该通信图中构造一棵数据聚集树, 使节点根据数据聚集树分层进行数据调度。在数据调度过程中, 首先将整个网络划分为若干个圆形区域, 然后对各个区域进行着色, 最后对颜色相同的区域同时进行节点的数据调度。理论分析表明, 该算法的延时上界为（X+1）²(Δ+12R+4)+R。仿真模拟结果表明, 该算法产生的数据聚集延时远低于现有算法。     

基于OGRE和ODE的碰撞检测在巷道漫游系统中的研究

为了提高交互漫游系统中动态人物与静态场景对象之间的碰撞检测性能,提出了将动态人物采用包围盒的方法,与地面、巷道等静态物体采用三角网格面的方法相结合的思想,并将其应用于OGRE和ODE环境的巷道漫游系统中。结果表明,此方法提升了碰撞检测性能,满足了虚拟现实中实时性的要求。     

基于碰撞识别的优先级仲裁策略

针对单一信道下可用资源的分配问题,提出了基于碰撞识别的优先级仲裁策略,在研究了曼彻斯特编码特点的基础上,设计了一种新的编码方案,推导了优先级生成的模型,分析了仲裁的效率。仿真结果表明,在采用基于时分复用的MAC协议的前提下,同传统的逐节点询问方式相比,仲裁时间缩短为原来的四分之一。     

基于向量场的移动机器人动态路径规划

由于简洁、高效等优点,人工势场法已应用于自主移动机器人的在线实时路径规划,并受到广泛关注.目前,人工势场法在处理静态环境、动态匀速环境下的路径规划方面已有许多成果,但是,机器人在全变速环境下进行在线实时路径规划时,会出现路径冗余、避碰不及等现象.为此,将目标关于机器人的相对加速度因素引入引力势场函数中;在斥力势场函数的基础上融合避碰预测、减速避障策略;最终,机器人能够避免大量无谓避障,当与障碍物相对速度较大时能提前避障,且快速跟踪到目标.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于球面投影网格的大规模复杂水面模拟

针对目前大规模复杂水面模拟中存在的效率不高、碰撞检测较为复杂等问题,提出了一种海洋尺度复杂水面模拟解决方案.首先,提出了一种球面投影网格方法实现大规模动态水面波动效果的模拟.与传统的投影网格方法相比,该方法不需要重新构造与球面直接相交的投影体,具有更高的绘制效率并且适合图形硬件加速.其次,设计了高效的交互式复杂水面的模拟方法,包括水面和刚体交互作用的模拟及刚体与地形的快速碰撞模拟.此外,给出了通用的泡沫绘制和海岸线绘制方法.实验结果表明,该方法的模拟结果较为逼真,能达到较高的绘制速度(FPS>60),适用于计算机游戏、虚拟现实等实时环境.