基于共轭梯度和粒子群的机器人路径规划

为了提高井下救灾机器人的搜救效率,减少救援时间,提出了一种结合共轭梯度和粒子群算法的救灾机器人路径规划算法CGPSO。共轭梯度算法规划出起点到终点的最短路径;去除路径中在障碍物内的点,采用粒子群算法重新规划该子路径。仿真实验表明该算法可以有效地提高粒子群的规划效率和可靠性。     

基于改进遗传算法的矿山救援机器人路径规划

针对矿山救援机器人路径规划要求,采用拓扑图法对矿山环境建模,提出一种改进遗传算法,该算法在保留遗传算法高效的全局搜索能力的同时,兼具模拟退火算法良好的局部搜索能力。利用深度优先搜索优化初始种群,提高搜索效率;引入编辑距离对交叉、变异的父代进行近亲筛选,避免近亲繁殖产生的子代与父代表现相似;引入进化逆转操作,使用退火算子对种群进行更新,在不流失最优基因的基础上进一步提高算法跳出局部最优的能力。利用MATLAB进行仿真,验证算法能够高效寻得最优救援路径。     

基于径向基函数神经网络的矿井智能火灾探测方法

为了提高矿井火灾探测器对环境的适应力和抗干扰能力,采用逼近能力、分类能力和学习速度等方面优于BP网络的径向基函数神经网络,在MATLAB环境下构建火灾探测仿真模型,以温度、烟雾浓度、CO气体浓度作为输入,进行多信息数据融合,达到矿井火灾探测目的.仿真结果表明,该方法对明火、阴燃火和无火概率的识别误差均小于5%,可大幅降...     

基于GIS的矿井救援机器人定位导航研究

针对我国煤炭重大恶性事故率上升、救援危险性大的情况,依据我国煤矿救援现状,采用Visual C#.NET结合ArcGIS Engine组件进行矿井救援机器人定位导航关键技术的研究.主要实现救援机器人的定位与导航、踪迹分析、救援最佳路径分析以及井下巷道的三维显示,旨在实现灾后科学救援,减少人员伤亡,提高我国煤矿安全事故的救援水平.     

基于粒子群优化径向基神经网络的水质指标预测

为掌握丹江口库区水质未来的变化趋势以及预防污染事件的发生,建立了一个水质指标的预测模型。利用库区某断面自动检测站的水质指标实测参数作为学习样本,选取化学需养量(COD)、生化需养量(BOD)、PH值、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)等指标作为预测参数,运用粒子群算法优化RBF神经网络的预测模型,对丹江口库区水质指标进行预测,结果表明,利用基于粒子群优化径向基神经网络对水质指标预测具有较高的精度,相对误差小于7%,该模型具有良好的可行性和有效性。     

基于GIS的矿井救援机器人最佳路径设计与实现

为了实现矿井救援机器人进行及时准确的救援,利用Visual C#．NET结合ArcGIS Engine组件对救援机器人的最佳路径分析功能进行设计研究,以山东兖矿集团有限公司北宿煤矿实践应用为例,试验得到了一个有效的最佳路径分析系统。介绍了该系统的功能模块设计、空间数据库设计及系统开发方法,并对构建巷道网络、获取起止点信息、配置网络参数和调用分析函数等关键技术进行了研究,该系统可快速设定矿井救援机器人至事故地点的最佳路径,实现了矿井救援机器人寻找一条从起始点到目标点的最佳路径。     

矿山应急救援机器人全局路径规划的研究

针对矿山灾后的非结构化的特殊环境,基于栅格法的环境建模和基于改进的概率路径搜索算法,提出了一种矿山应急救援机器人全局路径规划的方法,实现了矿山应急救援机器人的自主避障和路径选择。仿真结果表明,全局路径规划的方法的精度满足应急救援机器人的需求,减小了在全局路径规划中的误差,提高了应急救援机器人的应急抢险能力。     

基于人工鱼群算法的煤矿救援机器人路径规划

根据煤矿救援环境特点,采用人工鱼群算法对救援路径进行规划,在二维平面内建立环境模型,并采用威胁区域距离检测的方式处理优化约束条件。对不同数目参考点选取进行对比研究,增加参考点数目,路径长度增加,算法复杂程度提高,迭代时间延长,算法性能下降;参考点过少会导致路径规划成功率降低。仿真结果表明,设置合理的参考点数目,人工鱼群算法能在较短的迭代时间内成功规划得到最优路径。     

未知环境下基于传感器的救援机器人路径规划

研究了未知环境下救援机器人的路径规划问题,提出了一种新的基于传感器的路径规划方法。该方法所规划出来的路径是全局指导下的局部最优路径,传感器的探测距离越远,规划的结果越接近全局最优解。仿真分析证明了该方法是可行的,并且规划时间短,具有较好的实时性和环境适应性。     

基于实际函数的机器人模糊神经网络路径规划

介绍了一种机器人在不确定环境下,通过探障传感器,在探测过程中避障并最终达到目标的在线路径规划方法。它把所探障碍物当作运动物考虑,使该路径规划对于静止和运动障碍物都能恰当处理。引入有实际物理意义的模糊隶属函数来计算避碰隶属度,采用模糊神经网络来实现模糊控制法则,以避免模糊规则的死点从而完成避碰路径规划。采用有实际物理意义的误差函数对神经网络的权值进行调整,再通过避碰路径和寻的路径的融合使机器人最终避开障碍物而达到目标。仿真试验验证了该方法的有效性和实用性。     

基于分段自适应鱼群算法的煤矿救援机器人路径规划

针对基本人工鱼群算法全局最优解精度不高,后期收敛效率降低等问题,笔者设计了人工鱼的视野与步长分段自适应策略用以改进基鱼群算法。根据煤矿救援环境的特点,在二维平面内建立环境模型,采用威胁区域距离检测的方式处理优化约束条件,并将改进后的鱼群算法应用于煤矿救援机器人路径规划。仿真结果表明,分段自适应鱼群算法性能明显优于基本鱼群算法。     

煤矿救援机器人路径规划的蚁群优化算法

煤矿救援机器人执行救援任务时,需躲避水、火、障碍物等危险区域,提升了路径规划的难度,为此提出了煤矿救援机器人路径规划的蚁群优化算法。充分考虑煤矿救援机器人运行过程中的水、火、障碍物等分布,采用栅格法建立机器人路径规划的环境模型,确定栅格环境模型内机器人路径规划问题的目标函数,采用蚁群优化算法求解机器人路径规划问题的目标函数,通过改进信息素规则、限制信息素阈值以及改进转移概率3个方面优化蚁群算法,避免蚁群算法求解全局最优解时陷入局部最优。实例分析结果表明,该算法在满足收敛速度条件下有效规划煤矿救援机器人行驶路径,所规划路径的路径长度、转角数量以及危险度均为最优,为机器人安全作业提供理论依据。     

径向基函数（RBF）网络的研究及实现

概述人工神经元网络的分类 ,详细分析了RBF网络的结构特点 ,给出了最近邻聚类学习算法的具体过程 ,并利用MATLAB编程语言将此算法编制成标准函数ZJWNNC。该算法是一种在线自适应聚类学习算法 ,不需要事先确定隐含层单元的个数。     

基于OSI层次模型的矿井救援机器人通信系统设计

以矿井救援机器人通信为研究对象,分析了煤矿救援的通信需求,设计了基于OSI层次模型的救援机器人通信系统,并通过试验验证了该系统的稳定性和可靠性。为今后的煤矿救援工作打下了坚实的基础。     

基于蚁群算法的矿井救援最短路径研究

针对羊场煤矿,选取巷道节点,根据节点坐标,计算巷道实际长度和当量长度,构建当量长度邻接矩阵,基于蚁群算法和MATLAB仿真平台,得到救援最短路径及距离,并对结果进行优化,确保救援工作遍历所有巷道,给出了实际可行的救援方案,为今后的救援工作提供理论指导。     

煤矿井下探测作业机器人轨迹粒子群规划方法研究

针对煤矿井下非结构化、不确定和复杂的未知环境作业轨迹规划问题,提出了一种基于粒子群算法的机器人轨迹规划与优化方法。建立机器人动力学模型,通过将机器人运动学约束转化为三次样条插值曲线的控制关键点约束的非线性约束优化问题,利用三次多项式插值拟合曲线,通过粒子群算法和惩罚函数法相结合,采用自适应函数控制插值收敛速度,得到一条满足实际工况要求的最优时间轨迹。研究结果表明,该方法有效地解决了煤矿井下复杂环境的机器人时间最优轨迹优化问题。     

径向基函数网络在选矿工艺上的应用

对径向基函数网络的结构及其特性作了分析,并就工程实例进行了应用,指出径向基函数网络是进行回归分析的理想工具。     

矿井通风网络的多种群自适应粒子群算法优化研究

针对矿井通风网络分支风量优化问题,以矿井通风网络的总功率最小为目标,结合矿井模型中风量平衡方程、风压平衡方程、分支阻力方程以及风机特性曲线方程等约束条件,提出一种多种群自适应粒子群优化算法(MA-PSO)对矿井通风网络实现寻优。首先对随机生成的种群进行初始化预处理,将适应值从高到低排序,然后以预处理后的局部最优解为圆心,以局部最优解与其他粒子的欧式距离的平均值为半径,将种群划分成五个子种群,接着在速度更新公式中引入拓扑项和种群交流因子,以种群为单位在求解空间中搜索,保障种群的多样性,从而加快种群进化和算法收敛速度;最后采用自适应权重和冗余粒子初始化淘汰策略,提高算法搜索能力和学习能力。仿真结果表明:该算法具有较好的多模态寻优率、更快的收敛速度和更高的收敛精度,优化后通风系统消耗的总功率较之前相比下降26. 78%,节能效果显著。     

基于蚁群算法的矿井应急救援最短路径研究

最短路径是煤矿应急救援中的一个重要问题。文章应用蚁群算法和MATLAB软件,对国内某矿局部巷道的应急救援最短路径进行实际实验,求解出救援最短路径,为救援提供理论支撑与实际执行路线。     

基于粒子群三次样条优化的采煤机截割路径规划

针对采煤机截割路径的规划问题,提出了粒子群三次样条优化的采煤机截割路径规划方法。三次样条曲线具有很好的分段光滑性,是比较好的曲线拟合方法,但涉及系数求解时,计算繁琐,借助粒子群算法的快速收敛和很强的全局寻优能力,能够快速、准确地确定样条曲线参数,实现采煤机的最优路径规划。试验结果表明,粒子群三次样条优化的采煤机截割路径规划方法规划的路径平滑、可靠,利于采煤机的自动控制。