基于模糊势场法的移动机器人局部路径规划

针对采用传统人工势场法进行移动机器人局部路径规划时存在的局部极小点和规划路径过长等问题,提出了一种基于虚拟目标点和有限状态机的模糊势场法。构造基于人工势场的虚拟目标点法来解决局部极小点问题,在合适的位置设置虚拟目标点使机器人逃离局部极小点区域。将虚拟目标点法与模糊控制相结合,对障碍物环境进行预测,及时避障,解决机器人在复杂环境中采用虚拟目标点法规划路径时存在的路径过长问题。设计一个有限状态机来判断障碍物环境,执行算法转换策略,使改进算法适用于多种复杂环境。所设计算法在MATLAB平台上进行了仿真验证。结果表明,该算法能够使机器人逃出局部极小点、缩短规划路径。算法不仅适用于简单、离散环境,在传统算法运行困难的、复杂的环境中,例如墙型、U型和多U型障碍物环境,也能规划出可行的优化路径。     

动态未知环境下一种新的机器人路径规划方法

针对机器人动态路径规划问题,提出了一种机器人在复杂动态环境中实时路径规划方法.该方法基于滚动窗口的路径规划和避障策略,通过设定可视点子目标、绕行障碍物和对动态障碍物的分析预测,实现机器人在复杂动态环境下的路径规划.针对障碍物分布情况,合理设计可视点法和绕行算法之间转换,有效地解决了局部路径规划的死循环与极小值问题.该方...     

基于子目标搜索的机器人目标导向RRT路径规划算法

为解决移动机器人未知环境下的路径规划问题,提出基于子目标搜索的机器人目标导向RRT (rapidly-exploring random trees)路径规划算法.一方面,针对传统RRT算法固有的盲目搜索问题,引入目标导向函数,形成目标导向RRT路径规划算法,这一改进可减少冗余搜索,提高路径规划效率;另一方面,为了使机器人在首次探索未知环境时也能顺利抵达目标点,提出3种不同情况下的子目标搜索策略,包括无障碍环境下的直达策略、扫到边界点时的最短距离策略和扫不到边界点时的后退策略,这3种策略使机器人能够完成对未知环境的探索,而且可以克服易出现的局部极小点问题,使机器人具有逃离局部极小环境的能力.仿真实验结果验证了所提出算法的可行性和有效性.     

基于模拟退火算法的人工势场法路径规划研究

针对传统人工势场法在路径规划中存在局部极值小点问题,使得移动机器人无法运动到目标点,提出一种基于模拟退火算法的人工势场法,其利用模拟退火算法在出现局部极小点的位置附近增设随机目标点,引导移动机器人逐渐逃离出局部极小点区域.最终通过Matlab仿真表明,所设计的方法能使移动机器人逃离局部极小点位置,成功到达目标点位置,并...     

基于互信息图像配准中的局部极值问题研究

基于互信息的图像配准方法具有自动化程度高、配准精度高等优点,近年来在医学图像配准中得到广泛应用。但是当变换后像素坐标位于非采样网格点时,插值算法有时会使目标函数产生局部极值,使得最优化搜索终止于局部极值,得到错误的配准结果。分析了两种常见的插值算法和产生局部极值的原因,在此基础上提出一种新的插值算法。实验结果表明,该算法有效地抑制了基于互信息的目标函数的局部极值问题,使目标函数更加平滑。     

多移动机器人的组队规划研究

研究了多移动机器人在组队时目标点的优化选取与避障控制问题。依据最近距离最大值优先获得目标点的规则,提出建立机器人与目标位置距离矩阵,并对矩阵进行映射分析,使机器人快速准确地确定对应目标点。采用模糊控制理论,依据经验制定模糊规则,使机器人灵活地避开障碍,仿真实验证明了算法的有效性。     

基于改进人工势场法的移动机器人路径规划

基于传统人工势场法的机器人路径规划存在障碍物附近目标不可达和局部极小点的问题。在研究该问题产生原因的基础上,提出了一种基于改进人工势场法的移动机器人路径规划算法。该算法在斥力函数中引入了机器人和目标点之间的距离,在极小点附近自主建立虚拟目标牵引点并隔离原有目标点,解决了传统人工势场法的局部极小点问题,使机器人到达了目标点。仿真结果说明了改进后算法的有效性。     

动态环境下机器人多目标路径规划蚂蚁算法

研究了一种新颖的动态复杂不确定环境下的机器人多目标路径规划蚂蚁算法。该方法首先根据蚂蚁觅食行为对多个目标点的组合进行优化,规划出一条最优的全局导航路径。在此基础上,机器人按照规划好的目标点访问顺序根据多蚂蚁协作局部路径算法完成局部路径的搜索。机器人每前进一步都实时地进行动态障碍物运动轨迹预测以及碰撞预测,并重新进行避碰局部路径规划。仿真结果表明,即使在障碍物非常复杂的地理环境,用该算法也能使机器人沿一条全局优化的路径安全避碰的遍历各个目标点,效果十分令人满意。     

改进人工势场的手术机器人位姿规划

运动避障与路径规划是手术机器人自动化手术中重要的技术环节,为机器人手术提供了良好的术中安全性及准确性.本研究针对上述两关键技术,提出改进人工势场的手术机器人位姿规划算法,首先,通过对引力函数进行改进,在不求取运动学逆解的情况下,能够准确驱动机械臂到达指定位姿;接着,利用快速凸包算法将障碍物凸体化,通过Gilbert Johnson Keerthi (GJK)算法计算障碍物与机械臂连杆等效圆柱面之间的最近距离,使避障距离更加准确;然后,通过自适应步长,使机械臂运动更加平稳快速;最后,引入动态引力常数,使机械臂具有逃离局部极小值的能力.实验结果表明,本研究能够让机器人在避障情况下平稳快速到达规划位姿,并在陷入局部极小值时逃逸,为未来医疗机器人在自动化手术方面提供了新思路.     

穿越稠密障碍物的自适应动态窗口法

针对应用广泛的局部避障算法-----动态窗口法(DWA)穿越稠密障碍物时存在路径不合理、速度和安全性不能兼顾等问题,提出参数自适应的DWA算法,根据机器人与障碍物距离和障碍物的密集度自动调整目标函数中的权值,以自适应环境的动态变化,从而获得移动机器人的最佳运行速度和合理路径.该方法可明显改善机器人穿越稠密障碍物区域时的性能;同时,该方法还可避免机器人从密集障碍物区域外绕行以及轨迹不平滑现象.仿真实验表明:改进的DWA算法在复杂环境中通过逐步优化可使运行轨迹更加合理,能够同时兼顾路径平滑性和安全性;机器人在离稠密障碍物较远处保持高速,通过狭窄通道或者稠密障碍物区域时速度适当降低,安全性更高,实验中总迭代次数和运行时间可缩短20%以上.     

一种基于点的多社区谱分解方法

针对传统的谱分解存在网络平分或者递归平分问题,本文提出一种基于点的改进的分步骤的复杂网络谱分解的多社区算法(NSDA)。该算法首先对复杂网络中度为1、2的结点和局部具有特殊聚集结构的结点进行预处理,让其和相应的点集构成子社区;接着,利用基于点的谱分解的次小、第三小、第四小的特征值对应的特征向量进行多社区的发现,得到隐含社区的核心点集;最后,以核心点集为中心,利用广度优先算法,依据点或子社区的局部最佳特征,确定相应的社区成员,从而构造出多个社区。实验表明,该算法通过分步预处理,加快了社区划分速度,减少了干扰结点,提高了谱分解的合理性。     

一种改进的BP算法及其在车牌识别中的应用

在车牌识别系统中,如何提高字符识别的速度和准确率是很关键的问题。传统的BP算法可以实现非线性函数的映射,经过有监督式的学习规则可以达到比较好的识别效果。但是BP算法识别速度慢,而且容易陷入局部最优。本文借助增量PID算法的思想,提出了一种改进的BP神经网络算法,可以根据识别误差自动调整学习速率,而且不容易陷入局部最优。文章最后给出了仿真结果和程序实现。     

时思寺古建筑群个案探究——景宁县大漈乡古建筑调研

建筑是对人类历史与文明的反映,一个国家的建筑史就是一个国家文明的发展史。与西方国家相比我国存世的古建筑资源相对贫乏。景宁县周边村落的这些古老的建筑是我国存世不多的古建筑其中的一部分,如何去研究开发它们,保护好它们,让它们能继续地存活下来,需要我们去努力。     

一种快速逃离局部极小点的BP算法

针对反向传播(BP)算法容易陷入局部极小点的问题,提出了一种改进价值函数,使其快速收敛到全局最小点的方法。对扩展的异或问题正弦函数模拟进行了仿真实验,结果对比表明,改进的BP算法能快速逃离局部极小点,收敛到全局最小点,达到了期望的效果。     

一种贪心策略的更高效的请求集生成算法

在折半循环编码算法的基础上,依据贪心策略对可纳入节点进行局部求最优的方式来生成请求集的算法,从而使算法的请求集长度下降了一个数量级,接近姨N。     

SIFT和旋转不变LBP相结合的图像匹配算法

SIFT算法是性能最好、应用最广泛的基于局部特征的图像匹配算法,但其计算复杂度高.为此,提出一种SIFT和旋转不变LBP相结合的图像匹配算法,以提高SIFT算法的速度.首先利用SIFT关键点检测方法在2幅待匹配图像上分别检测关键点,得到2个关键点集;然后计算每个关键点周围图像区域的旋转不变LBP特征,并将其作为该关键点的描述;最后采用基于关键点最近邻距离比值的匹配策略,找出2个关键点集之间存在匹配关系的关键点对.实验结果表明,文中算法对结构内容图像的匹配性能与SIFT算法相当,运算速度比SIFT算法大为提高.     

动画本土文化元素角色的创造性表现

目前,我国动画产业日趋繁荣,而优秀作品尤其是原创性较强、艺术感强的动画作品却非常少,这在很大程度上是角色造型质量上不去,这已成为阻挠中国动画设计产业不断发展的一个重要瓶颈。文章主要分析如何将本土文化植入动画角色中,创造性的设计我国现代动画角色。     

改进的灰度校正算法在路面裂缝图像预处理中应用

针对传统的灰度校正算法在对亮度不均匀的路面裂缝图像处理时容易造成边缘模糊,局部对比度得不到增强的问题,本文在传统的快速灰度校正算法基础上,提出了一种改变初始背景图像选取方式以及采取局部对比度增强图像和整体灰度校正图像相互融合的改进型灰度校正算法.实验结果表明,与传统方法相比,改进后的算法对路面裂缝类图像的预处理效果明显增强.     

改进最大 Lyapunov指数的瓦斯时间序列预测研究

针对混沌理论中基于最大Lyapunov指数预测瓦斯浓度过程中符号不确定的问题,在简化的C-C方法重构瓦斯浓度时间序列的相空间和Wolf方法计算最大Lyapunov指数谱的基础上,引入加权局域的思想优化瓦斯浓度预测模型。仿真结果表明：加权局域点个数为5时,改进预测算法最优,且比传统Lyapunov指数预测更精确。     

基于局部聚类的改进运动网格统计算法的研究

针对常用的匹配点筛选算法效率低、对具有角度和尺度变化匹配图像稳定性差等问题,提出一种基于局部聚类的改进网格运动统计特征点筛选算法。首先,通过局部区域抑制算法筛选响应强度较高且成对出现特征点作为种子点,并以种子点为聚类中心分割图像,得到最小外接矩形作为运动网格;随后把运动网格划分为3×3邻域支持估计量网格,计算运动网格在不同方向上的梯度最大值,作为运动网格的主方向;最后,把待匹配图像邻域支持估计量网格旋转至目标图像运动网格的主方向位置,借助网格运动统计算法筛选匹配。实验表明：对具有JPEG压缩变换、光照变化、模糊变换的匹配图像,所提算法匹配正确率在90%以上;对具有旋转和尺度变换图像,所提算法匹配正确率相较运动网格统计算法提高10%左右,高达40%以上;算法耗时仅为13 min,效率较高;所提算法可稳定高效地筛选正确的匹配点。