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1.
针对传统遗传算法收敛速度慢、容易陷入局部最优、规划路径不够平滑、代价高等问题,提出了一种基于改进遗传算法的无人机(UAV)路径规划方法,该算法对遗传算法的选择算子、交叉算子和变异算子进行改进,从而规划出平滑、可飞的路径。首先,建立适合UAV田间信息获取的环境模型,并考虑UAV的目标函数与约束条件以建立适合本场景的更为复杂、精确的数学模型;然后,提出了混合无重串选择算子、非对称映射交叉算子和启发式多次变异算子,寻找最优路径以及扩大种群搜索范围;最后,采用三次B样条曲线对规划出的路径进行平滑,得到平滑的飞行路径,并且减少了算法的计算时间。实验结果表明,与传统遗传算法相比,所提算法的代价值降低了68%,收敛迭代次数减少了67%;相较蚁群优化(ACO)算法,其代价值降低了55%,收敛迭代次数减少了58%。通过大量对比实验得出,当交叉率的值为(1/染色体长度)时,算法的收敛效果最好。在不同环境下进行算法性能测试,结果表明所提算法具有很好的环境适应性,适合于复杂环境下的路径规划。  相似文献   
2.
为解决无人机在复杂低空环境内运行安全性较低的现状,提出了考虑区域风险评估的无人机航路规划方法,可快速生成运行风险较低的航路。首先,对复杂低空环境进行模型简化和风险评估,得到低空三维风险图;再将路径风险值作为综合代价,利用改进蚁群算法对空间三维航路进行规划,有效降低了生成路径的冗余度;最后,用3次B样条对规划出的离散路径进行平滑处理,生成曲率与俯仰角连续的可飞路径。仿真与实验结果表明:本文提出的算法生成的路径能够以较小的路径代价,换取一条风险值较低的路径,同时路径冗余度较低,曲率与俯仰角连续变化,是满足无人机性能约束的可飞路径。  相似文献   
3.
在很多轻工机械、机电一体化装置中,凸轮机构或凸轮组机构有大量的应用,由于凸轮轮廓与从动件是点接触或线接触,容易磨损,磨损后从动件不能按预期的运动规律进行工作,所以很有必要对凸轮轮廓进行测量并加以曲线拟合和误差分析来反映凸轮的现有状态。本文提出了一种检测方法,能够对凸轮表面磨损程度进行在线、非拆卸、直接检测,并可以对凸轮组之间的相对位置进行检测。对于检测结果,先利用非均匀B样条法对检测数据进行曲线拟合,再经过误差分析得出被测凸轮的理论曲线,进而确定误差值大小。该方法具有测量精确、易于操作、实用性强等优点,可有效反映凸轮轮廓状态。  相似文献   
4.
为提高平面铰链四杆机构轨迹综合的速度与精度,提出基于B样条曲线的综合方法.采用三次非均匀B样条曲线对连杆曲线进行拟合,将B样条曲线控制多边形各相邻两边的夹角作为连杆曲线的特征参数,将大量连杆曲线特征参数和对应的机构尺寸参数存入计算机以建立电子图谱库;当输入一定数目的有序离散数据点时,通过B样条曲线拟合得到期望曲线,提取期望曲线的特征参数;再利用神经网络将期望曲线的特征参数与电子图谱库中特征参数进行匹配,从而找到满足要求的机构,最终达到轨迹综合的目的.设计实例表明,该方法可快速实现四杆机构的轨迹综合,综合的精度高且所提取的特征参数与连杆曲线方位、缩放比例无关,减少了图谱库的数据冗余.  相似文献   
5.
利用曲线面变形提取产品形态体特征的方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
在变形设计理论的基础上,提出了将产品主体形态分解为子形态。研究了基于超椭圆方程和三次带参均匀B样条曲线构造技术提取影响产品艺术风格子形态横截面造型特征的方法,并结合曲面构造变形技术实现产品形态体特征的提取。以电动手工具为例研究了产品形态体特征提取与形态优化设计效果,得出超椭圆方程提取算法参数少,可较好地提取对称图形、非倒角图形的造型特征;基于三次带参均匀B样条曲线构造技术的算法参数较多,可较好地提取多种图形。  相似文献   
6.
Data fitting with B-splines is a challenging problem in reverse engineering for CAD/CAM, virtual reality, data visualization, and many other fields. It is well-known that the fitting improves greatly if knots are considered as free variables. This leads, however, to a very difficult multimodal and multivariate continuous nonlinear optimization problem, the so-called knot adjustment problem. In this context, the present paper introduces an adapted elitist clonal selection algorithm for automatic knot adjustment of B-spline curves. Given a set of noisy data points, our method determines the number and location of knots automatically in order to obtain an extremely accurate fitting of data. In addition, our method minimizes the number of parameters required for this task. Our approach performs very well and in a fully automatic way even for the cases of underlying functions requiring identical multiple knots, such as functions with discontinuities and cusps. To evaluate its performance, it has been applied to three challenging test functions, and results have been compared with those from other alternative methods based on AIS and genetic algorithms. Our experimental results show that our proposal outperforms previous approaches in terms of accuracy and flexibility. Some other issues such as the parameter tuning, the complexity of the algorithm, and the CPU runtime are also discussed.  相似文献   
7.
针对基本RRT算法路径规划特点:树的扩展具有随机性,路径中存在冗余的节点,规划出的路径拐角多。因此,提出一种改进的RRT算法。改进后的算法首先采用目标偏向策略,以一定的概率P把目标点作为采样点进行随机树扩展,提高随机树向目标点的扩展的概率;其次,改变度量函数,添加了角度约束,减少了路径规划中搜索的范围,以减少搜索时间;最后,通过贪心算法对路径进行简化,并对简化后的节点采用三次B样条曲线进行优化。结果证明改进后的RRT算法搜索时间更少,搜索路径更短,平滑性更高。  相似文献   
8.
9.
Single-view 3D shapes generation has achieved great success in recent years. However, current methods always blind the learning of shapes and viewpoints. The generated shape only fit the observed viewpoints and would not be optimal from unknown viewpoints. In this paper, we propose a novel encoder–decoder based network which contains a disentangled transformer to generate the viewpoint-invariant 3D shapes. The differentiable and parametric Non-uniform B-spline (NURBS) surface generation and 3D-to-3D viewpoint transformation are incorporated to learn the viewpoint-invariant shape and the camera viewpoint, respectively. Our new framework allows us to learn the latent geometric parameters of shapes and viewpoints without knowing the ground truth viewpoint. That can simultaneously generate camera-viewpoint and viewpoint-invariant 3D shapes of the object. We analyze the effects of disentanglement and show both quantitative and qualitative results of shapes generated at various unknown viewpoints.  相似文献   
10.
To maximize aerodynamic efficiency, large-scale offshore wind turbine blades require inspection during the production stage to ensure strict tolerance requirements are met. During production, the blade is fixed at the root, restricting movement in the Z direction. X, Y, Rx, Ry and Rz remain unconstrained causing blade flex due to gravity. This deforms the blade away from the theoretical CAD blade location, causing measurement results that do not accurately represent the blade profile. Measurement error can be minimized using rigorous B-spline data alignment. Such alignment compensates for blade flex by varying the constrained Degrees of Freedom (DoF), and provides manufacturers with confidence in the design process. This paper used Coherent Laser Radar and Spatial Analyzer to establish the optimal constrained DoF variation, giving the most accurate data alignment solution. Of the constraints investigated, the optimal data transformation solution was found with a double B-spline alignment method, whilst constraining movement in Y, Z and Ry.  相似文献   
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