基于改进概率路线图算法的煤矿机器人路径规划方法

路径规划是煤矿机器人在煤矿井下非结构化狭长受限空间中应用亟待解决的关键技术之一。针对传统概率路线图(PRM)算法在空间狭长封闭巷道环境中难以保障采样的节点均匀分布于自由空间中导致路径规划失效,以及节点可能距离障碍物较近导致规划的路径可通行性差等问题,提出了一种基于改进PRM算法的煤矿机器人路径规划方法。在构造阶段引入人工势场法,将落在障碍物中的节点沿与其距离最近自由空间中的节点连线方向推至自由空间,并在障碍物边缘建立斥力场,实现节点的均匀分布且使其距离障碍物有一定距离;在查询阶段融合D^*Lite算法,当遇到动态障碍物或前方无法通行时可实现路径的重规划。仿真结果表明：改进PRM算法的节点均匀分布在自由空间中,且均距离障碍物一定距离,提高了路径规划的安全性;当节点数为100个时,改进PRM算法成功率较传统PRM算法提高了25%;随着节点数增加,传统PRM算法和改进PRM算法路径规划成功次数均呈增长趋势,但改进PRM算法在效率方面优势更明显;当节点数为400个时,改进PRM算法运行效率较传统PRM算法提高了35.13%,且规划的路径更平滑,路径长度更短;当障碍物突然出现...     

基于网格法的机械臂无碰撞轨迹规划

介绍了高压带电作业机械臂在三维空间中进行无碰撞轨迹规划的一种方法,通过对整个作业空间进行网格化划分,完整的描述出自由空间与障碍物空间,并对每一个网格进行索引对应,使其在利用 A＊算法搜索路径是可以迅速准确的得到最优的无碰撞路径,减少系统的运行时间。     

一种基于边指针搜索及区域划分的三角剖分算法

针对大规模数据处理时Delaunay三角剖分过于耗时的问题,本文提出了一种基于边指针搜索及区域划分的三角剖分算法.基于边指针设计了一种能够反映三角形之间位置关系的数据结构,并优化了目标三角形的搜索路径.基于该数据结构,利用区域划分进一步降低目标三角形的搜索深度.超级三角形所在的正方形被划分成具有相同尺寸的区域,目标三角...     

基于可视图与A*算法的路径规划

结合可视图的骨架构造方法和A~*图搜索方法,采用矩形包络障碍物,在障碍物顶点外延生成路径点。在此基础上,提出一种新的路径规划算法Lambda~*,与A~*算法类似,搜索过程需要2张表,但CLOSED表保存从起始节点开始的路径节点,OPEN表保存CLOSED表中扩展节点的后续节点,可减少在OPEN表中保存的节点数量,减少计算量和耗时,并通过增加SMOOTH过程以提高路径的平滑度。将算法应用于二维空间环境进行机器人路径规划仿真实验,结果表明,与A~*算法相比,Lambda~*算法能够以增加较少路径长度为前提,大幅降低路径规划的耗时。     

一种未知环境下的快速路径规划方法*

为提高机器人在未知环境中的快速路径规划能力,引入自由路径表征可以通过的自由空间,引入风险函数评价机器人切入自由路径过程中发生碰撞的风险。通过搜索最优自由路径、评价碰撞风险压缩表示环境信息,使得未知环境中利用模糊控制器进行局部路径规划的实时性大为提高。与虚拟势场法等传统方法相比,其无局部最小,且极大缓解了狭窄环境中的振荡现象。实验及仿真均表明该方法实时性好、规划所得路径优于已有方法。     

智能移动式机器人的一种全局路径规划方法和基于知识的路径控制器

本文介绍一种类似位姿的全局路径表示法,以三角形自由空间网络为基础构造平面图,然后构造出解答树,通过搜索方法找出所有可通路径的全局路径规划方法及其仿真结果.还介绍由规划器给出允许位姿集描述的路径,与规划库中的规则相匹配,确定机器人的动作,最终到达目标,这样一种基于知识的路径控制器及其实验结果.     

基于遗传算法的多边形分割AUV全局路径规划

针对遗传算法在实际AUV全局路径规划应用中出现运算数据大、路径规划有尖峰等问题,提出了新型路径规划方法.利用平面直角坐标系实现环境的建模,将障碍物简化成多边形并分割为三角形.路径用首尾相接的线段表示,通过固定横坐标,随机生成纵坐标的方式实现遗传算法二进制编码,对障碍物三角形交叉判断,路径距离运算实现适用度函数编写.对遗传之后的路径通过避障、删除节点、平滑的操作确定最终优化路径.结果表明,对障碍物的三角形简化实现了在遗传操作中的程序优化,利用避障、删除多余节点、平滑操作实可很好的消除尖峰,可寻找一条相对较优的路径.     

移动机器人的完全遍历路径规划:生物激励与启发式模板方法

提出了基于生物激励神经网络的一种新的完全遍历路径规划方法.该方法集成了模板模型、启发式搜索和障碍物逼近算法.一种称为分流合作-竞争反馈网络的生物激励神经网络被用于移动机器人的工作环境建模,而模板模型法、启发式算法和障碍物逼近算法用于移动机器人的避障路径规划,其中障碍物逼近算法能够实现不规则形状障碍物周边区域的遍历,以进一步改善路径规划的覆盖区域.仿真研究表明,本文方法使得路径规划的性能得到明显的改进,例如规划路径的重叠率,而且算法简单有效.     

基于非线性有约束最优化的路径规划研究

研究采用智能的方法来进行路径规划,通常作为一类优化组合问题来解决.因此,提出一种非线性有约束最优化问题的路径规划新方法.在静态环境中,把障碍物图形化处理后,应用线性规划思想,每个搜索点以目标点为导向寻找最优路径.仿真结果表明,改进方法能够快速准确的找到一条可行的最短路径.     

动态环境下机器人路径规划的一种新方法

提出了一种动态环境下实用于机器人路径规划的新方法。该方法先利用链接图法对环境建模,再通过遗传算法搜索出全局最短路径。然后在机器人行进过程中再分别遇到障碍物的类型不同而采取不同的局部路径规划策略完成避障,同时顺利达到目的地。仿真表明该方法具有可行性。     

Obstacle recognition in front of vehicle based on geometry information and corrected laser intensity

Accurate identification and classification of obstacles in front of vehicle is an important part of intelligent vehicle safety driving. To solve the difficulties in distinguishing geometry similar obstacles and blocked obstacles, a real-time algorithm to accurately identify vehicles and pedestrians in a single frame was presented using laser intensity correction model and obstacle characteristic information. To complete the identification of obstacles, there are two classifications; the first classification according to the diagonal lengths of obstacles’ minimum enclosing rectangle, and then the second classification according to the mean and variance of intensity. As for different overlap criterion, result shows that the classification performance of our methods is better than other methods available.     

基于RGBD摄像头的障碍物检测

检测障碍物是机器人自主移动的基础. 为了提高检测的障碍物效率和准确率, 提出一种基于RGBD摄像头的障碍物检测方法, 主要分为障碍物识别和检测长度, 宽度两部分. 在障碍物形状不规则的前提下, 通过摄像头实时采集图像传输到数据处理中心, 用改良的帧差法、最小矩形法匹配法和图像处理等方法来确定障碍物轮廓, 利用深度图像及其阈值得出障碍物距摄像头的相对位置, 同时, 用坐标转换法计算出障碍物的高度与宽度. 结果显示, 在不同位置检测同一物体的误差不超过9%. 因此, 改良的帧差法检测障碍物轮廓准确率高, 坐标转换法速度快, 可以证明基于RGBD摄像头的障碍物检测设计检测效果良好.     

火箭发动机喷流辐射场可视化

喷流的红外辐射特性是火箭发动机的重要目标特性,喷流辐射场的可视化 对于导弹的预警和探测识别有重要意义。首先,采用将矩形网格三角化的方法,对网格序列 法和局部多边形填充法进行了改进,该算法将矩形网格分成4 个三角形,然后在三角形内进 行等值线的绘制和云图的填充。其次,介绍了3DS 模型的文件格式,并编程实现了3DS 模 型的读取与重绘。最后,在VC++6.0 下基于OpenGL 编写了可视化软件,实现了火箭发动机 喷流辐射场的等值线、云图的绘制并导入3DS 格式的喷管模型结合显示,验证了算法的可 行性。     

A new variable-sized bin packing problem

The problem of BLASTing a genome against a database of DNA sequences to identify potential relationships with other genomes can be divided into subproblems quite naturally. We consider a setting where the problem is distributed to PCs having idle time. This results in a new variant of bin packing, where a rectangle is divided into smaller rectangles that are to be packed in variable-sized bins which arrive on-line. A rectangle fits in a bin, if the sum of its height and width is no more than the size of the bin. The goal is to minimize the total size of the bins used for packing the entire rectangle.     

Error Estimates of the Finite-Difference Scheme for a One-Dimensional Parabolic Equation with Allowance for the Effect of Initial and Boundary Conditions

Error estimates are obtained for the finite-difference scheme in solving a one-dimensional heat equation. These estimates take into account the effect of initial and boundary conditions. The order of accuracy in a spatiotemporal rectangle is proved to be higher near the rectangle bottom and along the rectangle side on which the Dirichlet boundary condition is specified.     

An algebraic algorithm to isolate complex polynomial zeros using Sturm sequences

In this paper, algorithms to enumerate and isolate complex polynomial roots are developed, analyzed, and implemented. We modified an algorithm due to Wilf, in which Sturm sequences and the principle of argument are used, by employing algebraic methods, aiming to enumerate zeros inside a rectangle in an exact way. Several improvements are introduced, such as dealing with zeros on the boundary of the rectangle. The performance of this new algorithm is evaluated in a theoretical as well as from a practical point of view, by means of experimental tests. The robustness of the algorithm is verified by using tests with ill-conditioned polynomials. We also compare the performance of this algorithm with the results of a recent paper, using different polynomial classes.     

一种快速神经网络路径规划算法

本文研究已知障碍物形状和位置环境下的全局路径规划问题,给出了一个路径 规划算法,其能量函数利用神经网络结构定义,根据路径点位于障碍物内外的不同位置选取 不同的动态运动方程,并针对障碍物的形状设定各条边的模拟退火初始温度．仿真研究表明 ,本文提出的算法计算简单,收敛速度快,能够避免某些局部极值情况,规划的无碰路径达 到了最短无碰路径．     

一种新型的航空图像城区建筑物自动提取方法

提出了一种新的从航空城区图像中自动提取矩形建筑物的方法．该方法基于从航空城区图像中提取的边缘，经过轮廓跟踪，采用Splitting方法提取直线，得出其相应的直线几何图形；针对航空图像的复杂及现有边缘检测算法的不足，提出了一系列直线处理的方法(如直线的分类、排序、合并、调整等)有效地弥补了前述处理的不足；为提高矩形房屋提取的准确率，引入知识定义了几种近似的矩形结构．文章采用几何结构元分析的方法，提取图形中构成矩形的各种基本结构元，再根据结构元合并的准则，将各种基本结构元通过一定的合并算法合并成矩形结构．大量试验结果证明该方法提取矩形房屋的准确率较高，鲁棒性好，运算速度快，具有较强的实际应用价值．     

视频聊天中的人眼自然对视自适应矫正方法

视频聊天中,人们通常注视的是显示对方画面的窗口而非摄像头,这就导致视频聊天中,很难达到双方自然对视的效果,基于这个问题,本文提出解决方法。该方法首先需要拍下一张双眼注视摄像头的图片,利用Harr分类器提取眼睛大致区域,对其进行去干扰处理,检测左右眼角点和上下眼睑点,并据此提取眼睛外切矩形区域即眼睛精确区域,将它作为眼睛标准模板;然后,对聊天视频中的单帧图像进行相同的处理,获得视频图像中眼睛精确区域;最后,使用眼睛标准模板对视频图像中的眼睛精确区域进行替换处理,进而达到自然对视的效果。在算法中,将直方图规定化引入图像二值化时的阈值选取中,能够在不同光照环境下,准确选取保留眼睛完全信息的阈值,便于准确提取眼睛外切矩形。实验结果表明,该方法简单有效,准确率达到85%以上,能够较自然达到对视的效果,操作方便。     

超声在移动机器人障碍物检测中的应用研究

在移动机器人的相关技术的研究中,移动机器人障碍物检测是机器人研究的一个重要方向。以上海英集斯自动化技术公司生产的MT-R机器人为研究对象,首先利用其内部安装的超声传感器及相关软件测量机器人前方障碍物的距离,得出测量结果,并分析误差原因;其次利用机器人前面三个超声传感器进行避障实验,运行过程基本能够满足一般要求,但对特殊障碍如有桌洞的障碍物,机器人钻入桌洞,无法避开。单独采用超声传感器不能满足机器人对障碍物的精确识别,有必要结合其他传感器提高障碍物的测量精度。