改进A*算法的智能车路径规划研究

由于A*算法所规划的路径存在着转折次数多,路径不平滑,路径贴合障碍物和初始时刻转折角度过大等不符合车辆运动学的问题。为了解决上述问题,获得适用于智能车的优化路径,本文通过对车辆运动学建模得到车辆的约束,同时在估价函数中加入车身轮廓代价和障碍物距离代价,并将车辆约束加入到A*算法的启发函数和路径优化中,再使用贝塞尔曲线拟合转折点,使A*算法所生成的路径更加符合车辆的运动学。通过分析改进A*算法可知,改进后的算法所规划的路径更加平滑、合理且符合车辆的运动特性。     

融合改进A*算法和Morphin算法的移动机器人动态路径规划

在动态未知环境下对机器人进行路径规划,传统A*算法可能出现碰撞或者路径规划失败问题。为了满足移动机器人全局路径规划最优和实时避障的需求,提出一种改进A*算法与Morphin搜索树算法相结合的动态路径规划方法。首先通过改进A*算法减少路径规划过程中关键节点的选取,在规划出一条全局较优路径的同时对路径平滑处理。然后基于移动机器人传感器采集的局部信息,利用Morphin搜索树算法对全局路径进行动态的局部规划,确保更好的全局路径的基础上,实时避开障碍物行驶到目标点。MATLAB仿真实验结果表明,提出的动态路径规划方法在时间和路径上得到提升,在优化全局路径规划的基础上修正局部路径,实现动态避障提高机器人达到目标点的效率。     

基于变步长A*与车身稳态转向模型的UGV路径规划

针对A*算法寻路时间长、生成的路径存在冗余折点的问题,本文提出一种基于车身稳态转向模型的变步长A*算法,首先通过设置子目标点的方式调节A*算法的搜索步长,减少寻路时间;其次在全局路径的折点处根据车身转向运动学约束进行局部重规划,从而得到一条易于跟踪的平滑路径;此外考虑到UGV (Unmanned Ground Vehicle,无人地面车辆)的实际宽度,改进后的算法还引入了障碍物延伸策略,使规划出的路径满足实际工程应用;最后通过仿真实验验证了本文改进算法的有效性,并与3种寻路算法进行对比,结果表明,本文改进的算法寻路时间更短、生成的路径更平滑,且与障碍物之间保持了安全距离.     

基于改进A和DWA的无人艇路径规划算法

针对存在动态障碍的复杂海洋环境中无人艇的应用,提出了基于改进A*和DWA的无人艇路径规划算法.在全局路径规划时,基于动态改变步长方法设计了一种改进的快速平滑A*算法,克服了传统A*算法存在的大范围搜索时效率低下、生成路径不平滑等缺点,基于无人艇传感及导航信息,通过在DWA的评价函数中增加路径偏差项,将全局规划与局部规划相结合,实现了动态环境下无人艇的路径规划.仿真实验结果表明,该算法相比传统A*算法,规划的路径平滑,运行效率提升了约30倍,并可以躲避环境中可能存在的动态障碍,确保无人艇安全、高效地到达目标点.     

煤矿履带式定向钻机路径规划算法

煤矿履带式定向钻机路径规划过程中存在机身体积约束和实际场景下的行驶效率需求,而常用的A*算法搜索速度慢、冗余节点多,且规划路径贴近障碍物、平滑性较差。提出一种以改进A*算法规划全局路径、融合动态窗口法（DWA）规划局部路径的煤矿履带式定向钻机路径规划算法。考虑定向钻机尺寸影响,在传统A*算法中引入安全扩展策略,即在定向钻机和巷道壁、障碍物之间加入安全距离约束,以提高规划路径的安全性;对传统A*算法的启发函数进行自适应权重优化,同时将父节点的影响加入到启发函数中,以提高全局路径搜索效率;利用障碍物检测原理对经上述改进后的A*算法规划路径剔除冗余节点,并使用分段三次Hermite插值进行二次平滑处理,得到全局最优路径。将改进A*算法与DWA融合,进行煤矿井下定向钻机路径规划。利用Matlab对不同工况环境下定向钻机路径规划算法进行仿真对比分析,结果表明：与Dijkstra算法和传统A*算法相比,改进A*算法在保证安全距离的前提下,加快了搜索速度,搜索时间分别平均减少88.5%和63.2%,且在一定程度上缩短了规划路径的长度,路径更加平滑;改进A*算法与DWA融合算法可有效躲避改进A*算法规...     

融合环境信息和运动约束的改进A*算法研究

标准A*算法存在着无法考虑移动机器人运动特性及处理后的路径不利于移动机器人运动等问题。针对这一问题提出了一种新改进A*算法,通过环境信息引入障碍物权重系数来改进算法的启发函数并进行全局路径规划;优化搜索节点的选取方式和设定障碍物与路径之间的安全距离;基于对移动机器人的运动特性的考虑优化其路径,并在不同环境地图中与其他算法进行仿真实验对比分析。相关实验表明：基于新改进A*算法规划的路径始终与障碍物保持一定的安全距离;改进A*算法在时间上相比标准A*算法平均减少了80%,路径长度平均减少了2%,路径转角平均降低了82%。改进后算法相比其他算法在时间、搜索节点以及平滑度上有很大的改进,融合机器人环境信息和运动特性的规划路径算法可为移动机器人的路径规划提供一种新的方法。     

多方向无人水面艇路径规划算法

针对海洋环境下无人水面艇路径（USV）规划安全性与平滑性问题，提出一种多方向A^*路径规划算法以获得全局最优路径。首先，结合电子海图生成栅格化环境信息，并根据安全航行距离约束建立USV安全区域模型，在传统A^*算法基础上设计一种带安全距离约束的A^*启发函数来保证生成的路径节点的安全；其次，改进传统A^*算法的八方向搜索模式，提出一种多方向搜索模式来调整生成路径中的冗余点与拐点；最后，采用路径平滑算法对路径拐点进行平滑处理以获得满足实际航行要求的连续平滑路径。在仿真实验中，改进A^*算法规划的路径距离为7 043 m，相较于Dijkstra算法、传统A^*四方向搜索算法和传统A^*八方向搜索算法分别降低了9.7%、26.6%和7.9%。仿真结果表明改进后的多方向A^*搜索算法能够有效减小路径距离，更适用于USV路径规划问题。     

动态环境下多重A*算法的机器人路径规划方法

传统的A*算法仅适用于全局的静态环境,在求解路径规划问题时存在搜索效率低,路径不平滑等不足。针对这些问题,进行了以下改进：优化全局路径节点,引入删除冗余点准则与新增节点准则,使得全局路径更加平滑,更符合机器人运动学规律;结合滚动窗口法的思想,在每个滚动窗口内进行局部路径规划,首先根据前一步的节点信息确定局部子目标区域,然后在局部子目标区域内引入避障控制策略进行实时避障。最后通过Matlab软件建立多种栅格地图仿真,从路径轨迹的平滑度、搜索效率与局部规划能力方面将改进后的算法与原算法进行对比,并在动态环境下进行仿真分析,仿真结果表明改进后算法拥有良好局部规划能力,且路径轨迹更加平滑,在复杂环境下搜索效率更高。     

多方向无人水面艇路径规划算法

针对海洋环境下无人水面艇路径（USV）规划安全性与平滑性问题,提出一种多方向A^*路径规划算法以获得全局最优路径。首先,结合电子海图生成栅格化环境信息,并根据安全航行距离约束建立USV安全区域模型,在传统A^*算法基础上设计一种带安全距离约束的A^*启发函数来保证生成的路径节点的安全;其次,改进传统A^*算法的八方向搜索模式,提出一种多方向搜索模式来调整生成路径中的冗余点与拐点;最后,采用路径平滑算法对路径拐点进行平滑处理以获得满足实际航行要求的连续平滑路径。在仿真实验中,改进A^*算法规划的路径距离为7 043 m,相较于Dijkstra算法、传统A^*四方向搜索算法和传统A^*八方向搜索算法分别降低了9.7%、26.6%和7.9%。仿真结果表明改进后的多方向A^*搜索算法能够有效减小路径距离,更适用于USV路径规划问题。     

基于改进Ａ∗＋ＲＤＰ算法的无人艇回坞路径规划方法

针对无人艇（Unmanned Surface Vessel, USV）自动回坞时高效路径规划等任务需求,本文提出了一种基于改进A*算法的无人艇回坞路径规划方法。在传统A*搜索算法基础上增加船艏角度偏差因素和碰撞避免等约束条件,结合拉默-道格拉斯-普克（Ramer-Douglas-Peucker, RDP）算法规划出优化的全局路径。建立航迹最短和推力变化率（Snap）最小的多约束优化模型,推导Snap最优时Bezier曲线构造方法,以满足回坞曲线连续性和运动约束。仿真实验结果表明,相比于传统A*和RRT（Rapidly-exploring Random Tree）算法,本文提出的改进A*+RDP算法规划的路径长度平均缩短了约4%~9%,而且路径规划计算量较低。曲线插值的平滑轨迹满足无人艇的运动学约束,适用于无人艇自动的回坞路径规划任务。     

NES-Join算法的改进算法

NES-Join算法是一种无需外排序的连接运算算法,其复杂性优于经典的Sort-Merge Join算法及改进后的SDC-Join算法.在NES-Join算法基础上提出一种改进算法,该算法能够有效压缩原算法中未匹配记录暂存块中的空记录信息,从而使NES-Join算法更具实用性.通过实验和分析表明,改进后的NES-Join算法与原算法时间复杂性相当,但显著提高了磁盘空间的使用率.     

一种Elgamal算法的改进算法

本文提出了Elgamal加密算法的一种改进算法,这种改进算法的特点是可以实现成泉序列密码一样逐比特地进行加解密,被加密消息可以任意比特长;本文还通过改进算法和原Elgamal算法的对比分析,讨论了改进算法的安全性,加解密速度、密文扩展、消息块长度的灵活性,同时对Elgamal加密算法及改进算法的随机数的位数对安全性的影响作了讨论,提出了算法中对随机数选取的安全性要求。     

Floyd算法与RAD算法性能分析

路由算法是影响网络性能的重要因素之一,对路由算法的选择至关重要。介绍路由算法中的Floyd算法和RAD(Routing along DAGs)算法,并通过实验对两种算法性能作出分析和比较。实验分析结果显示:在链路利用率、链路流量负载均衡和链路失效对网络的影响范围方面,RAD算法要优于Floyd算法。在平均传输代价方面,Floyd算法要优于RAD算法。     

双极隶属度F_KNN分类算法在算法管理中的应用

算法管理是信息融合领域中一个新的研究课题,其过程涉及到对信息融合数据源的分类问题.针对信息融合数据源样本的特征,提出一种双极隶属度F_KNN分类算法,通过邻居质量优先隶属度函数和双极隶属度判决规则,得到理想的数据源分类结果.     

基于牛顿法和遗传算法求解非线性方程组的混合计算智能方法

本文针对牛顿法的局部收敛性而容易导致求解失败，先讨论在全局空间搜索解的非线性方程组遗传算法（ＧＡ）。然后针对ＧＡ收敛慢，通过定义牛顿算子，适应度函数和选择算子，从而得到结合ＧＡ和牛顿法两者长处，既有较快收敛性，又能以较大概率求解非线性方程组的混合计算智能算法。数值计算表明本文方法显著优于牛顿法和ＧＡ。     

一种基于遗传算法的QoS多播路由算法

深入研究基于遗传算法的QoS多播路由算法,建立支持QoS的多播路由模型.对已有的QoS多播路由算法进行优化,提出适用于下一代网络的基于遗传算法的QoS多播路由算法.采用定长的染色体编码和预处理机制降低算法复杂度.仿真试验表明,该算法收敛速度快,可靠性高,能够更好地满足多播业务的需要.     

基于改进遗传算法的网格任务调度算法

网格任务调度是一个NP完全问题,它关注大规模的资源和任务调度,要求采用的调度算法能够具有高效性.遗传算法被证明是解决这类小规模问题的有效算法,随着任务数和资源数的增加,遗传算法表现出慢速收敛的缺点.为了克服其缺点,提出将Min-min算法与遗传算法相结合的改进遗传算法,从而设计出很好的选择和交叉算子,提高了算法搜索能力和收敛速度.仿真结果表明该算法能更有效解决网格任务调度问题.     

基于遗传算法的选播路由算法的研究

随着基于IPv6选播应用的研究与发展,选播路由算法已成为选播服务质量的关键.以遗传算法为基础,提出一种改进的交叉、变异遗传操作,在克服传统算法中早熟现象的基础上,加快了收敛速度;同时本算法以延时、带宽和服务器负载作为选择操作的依据.仿真结果显示,该算法能够在合理利用网络资源的同时找到最优解.     

基于量子遗传算法的非测距节点定位算法研究

为了提高非测距节点定位算法的定位精度,针对DV-Hop算法提出一种基于量子遗传算法的改进算法。利用节点间的估计距离和锚节点的位置,在DV-Hop算法的第三阶段采用量子遗传算法校正DV-Hop得到的估算位置,采用二进制量子编码和量子旋转门以及变异处理更新个体。仿真结果表明,改进的算法性能稳定,能找到全局最优解,并使DV-Hop的定位误差明显下降。     

一类新型计算机控制算法：预测控制算法

建立在预测模型基础上、以快速数字计算机为手段的预测控制算法,是七十年代以来工业过程控制中的一类新型算法。本文综述了这类预测控制算法产生的背景、基本原理及其研究的主要问题,对这类算法的实际应用作出了评价,并展望了今后的发展方向。