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水面无人艇全局航迹多目标规划算法 被引量:10
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作者 唐平 刘德丽 +1 位作者 洪昌建 邓廷权 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期290-293,共4页
为了有效提升水面无人艇(USV)全局航迹规划算法的性能,从多目标优化的角度就USV的全局航迹规划问题展开研究.以电子海图为基础构建了栅格化环境模型,提出了USV全程航迹规划的多目标约束优化数学模型,采用距离函数和双惩罚函数对约束条... 为了有效提升水面无人艇(USV)全局航迹规划算法的性能,从多目标优化的角度就USV的全局航迹规划问题展开研究.以电子海图为基础构建了栅格化环境模型,提出了USV全程航迹规划的多目标约束优化数学模型,采用距离函数和双惩罚函数对约束条件进行处理,并引入Pareto强度和最小代沟模型,设计了一种基于多目标遗传算法的全局航迹规划算法.实验结果表明算法能够有效兼顾多个优化目标,为USV规划出性能更优的全局航迹. 展开更多
关键词 水面无人艇 全局航迹规划 多目标约束优化 电子海图 遗传算法
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深海爬游机器人概念及关键技术分析 被引量:9
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作者 陈虹 王心亮 +4 位作者 魏伟 刘智 马哲松 郑超 唐平 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期19-26,共8页
深海机器人是深海工程领域的重要装备。对比分析目前已研制的深海机器人的特点,以深海复杂海底大范围移动和精确稳定探测作业为应用目标,提出一种既可在深海游动又可在海底爬行的新型爬游机器人概念,并对爬游机器人方案、技术指标和主... 深海机器人是深海工程领域的重要装备。对比分析目前已研制的深海机器人的特点,以深海复杂海底大范围移动和精确稳定探测作业为应用目标,提出一种既可在深海游动又可在海底爬行的新型爬游机器人概念,并对爬游机器人方案、技术指标和主要特点进行介绍。在分析其使用环境和运行特点的基础上,提出不同于传统水下机器人的爬游机器人特有的关键技术问题,包括运动姿态调节、多肢多关节协同抗扰流、低能耗运动规划、运动关节高压密封以及总体集成与优化等。最后,介绍这些关键技术问题的研究进展。 展开更多
关键词 深海工程 深海潜水器 深海爬游机器人
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水面无人艇分层策略局部危险规避 被引量:8
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作者 唐平 张汝波 +2 位作者 史长亭 杨歌 刘德丽 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期418-426,共9页
根据水面无人艇运动学和基础控制特性提出一种局部危险规避算法.采用分层策将动态窗口分解为艏向窗口和线速度窗口,使用切线法和弧线法分别从艏向窗口和线速度窗口中求出规避角速度和线速度,并引入角速度缓冲模型以提升规划过程中艇体... 根据水面无人艇运动学和基础控制特性提出一种局部危险规避算法.采用分层策将动态窗口分解为艏向窗口和线速度窗口,使用切线法和弧线法分别从艏向窗口和线速度窗口中求出规避角速度和线速度,并引入角速度缓冲模型以提升规划过程中艇体的稳定性.仿真实验验证了算法具有规避能力强和稳定性高的特点,并由湖试实艇实验验证了算法对实艇的基础控制特性具有良好的适应性,能引导水面无人艇在实际环境中实现有效安全的危险规避. 展开更多
关键词 水面无人艇 局部危险规避 动态窗口 分层策略 角速度缓冲模型 切线法 弧线法
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动态分层的水下传感器网络分簇路由算法 被引量:6
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作者 洪昌建 吴伟杰 唐平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1291-1297,共7页
针对平面路由难以适应较大规模水下传感器网络的局限,该文提出一种能更好地适用于较大规模网络的分簇路由算法DLCR(Dynamic Layered Clustering Routing)。该算法将网络自上向下划分为多层,并选择层内与sink节点距离较近、剩余能量较高... 针对平面路由难以适应较大规模水下传感器网络的局限,该文提出一种能更好地适用于较大规模网络的分簇路由算法DLCR(Dynamic Layered Clustering Routing)。该算法将网络自上向下划分为多层,并选择层内与sink节点距离较近、剩余能量较高的节点作为簇头节点,从而降低簇头节点的通信能耗。为了避免同一节点连续被选举为簇头节点,提出一种动态分层机制,每一轮数据采集周期都将网络重新划分为多层。实验证明DLCR不仅具有良好的稳定性,还降低了网络的能耗,延长了网络的寿命。 展开更多
关键词 水下传感器网络 动态分层机制 分簇路由
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水面无人艇近程反应式危险规避方法研究 被引量:5
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作者 唐平 乔梁 张汝波 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期400-402,406,共4页
提出一种水面无人艇近程反应式危险规避算法.通过分析水面无人艇的运动特性,计算出水面无人艇当前动态窗口,采用弧线法对周围环境中障碍物进行处理,并将规避行为选择的多目标优化问题转化为一个单目标优化问题,通过快速搜索水面无人艇... 提出一种水面无人艇近程反应式危险规避算法.通过分析水面无人艇的运动特性,计算出水面无人艇当前动态窗口,采用弧线法对周围环境中障碍物进行处理,并将规避行为选择的多目标优化问题转化为一个单目标优化问题,通过快速搜索水面无人艇的动态窗口获得一组最优解.实验证明此方法具有快速性、稳定性和可靠性,能够胜任水面无人艇在复杂海洋环境中进行快速反应式危险规避. 展开更多
关键词 水面无人艇 近程危险规避 动态窗口法 弧线法 复杂海洋环境 目标优化
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基于多属性决策的自主等级评估算法 被引量:4
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作者 邹启杰 张汝波 +1 位作者 唐平 尹丽丽 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期382-384,共3页
通过多属性决策的理论对自主能力进行评估,实现了混合主动交互的可变自主系统.结合水面无人系统的导航任务,给出了基于多属性决策理论的自主能力确定模型.利用该模型,能够评价当前形势下可行的自主等级,并基于用户偏好做出选择,解决了... 通过多属性决策的理论对自主能力进行评估,实现了混合主动交互的可变自主系统.结合水面无人系统的导航任务,给出了基于多属性决策理论的自主能力确定模型.利用该模型,能够评价当前形势下可行的自主等级,并基于用户偏好做出选择,解决了未知环境下无人系统自主等级合理确定的问题,具有较好的效果.研究结果表明基于多属性决策的自主等级确定算法是有效的. 展开更多
关键词 无人系统 自主等级 可变自主 混合主动交互 多属性决策
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水下爬游机器人坐底稳定性分析
7
作者 魏伟 王心亮 +1 位作者 唐平 陈虹 《海洋工程装备与技术》 2018年第B10期305-308,共4页
在简要介绍水下爬游机器人设计概念的基础上,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法,对机器人本体建立水动力数值仿真模型,并利用ANSYS Fluent软件对其在不同洋流速度、不同本体倾角工况下的流场进行了数值模拟,得... 在简要介绍水下爬游机器人设计概念的基础上,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法,对机器人本体建立水动力数值仿真模型,并利用ANSYS Fluent软件对其在不同洋流速度、不同本体倾角工况下的流场进行了数值模拟,得到了阻力、升力和俯仰力矩随倾角的变化曲线。同时结合动态稳定裕度法(Dynamic Stability Margin,DSM)建立适用于水下爬游机器人的稳定性分析方法,并结合数值计算结果对其稳定性进行了分析,得到不同来流环境下本体保持稳定的俯仰活动阈值。 展开更多
关键词 水下爬游机器人 坐底 稳定性 数值计算
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深海爬游机器人概念及关键技术
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作者 陈虹 王心亮 +4 位作者 魏伟 刘智 马哲松 郑超 唐平 《船舶经济贸易》 2020年第10期38-44,共7页
海洋占地球表面积的71%,是地球上最大的自然地理单元,拥有地球上最多的生物种类和丰富的自然资源。而深度超过1000米的深海区域蕴藏着丰富的油气、矿产、生物和深海水等资源,是地球上尚未被人类充分认识和开发利用的战略性资源基地,也... 海洋占地球表面积的71%,是地球上最大的自然地理单元,拥有地球上最多的生物种类和丰富的自然资源。而深度超过1000米的深海区域蕴藏着丰富的油气、矿产、生物和深海水等资源,是地球上尚未被人类充分认识和开发利用的战略性资源基地,也是人类未来大规模开发的最广阔地区。 展开更多
关键词 战略性资源 生物种类 自然地理单元 机器人 自然资源 人类未来 开发利用 深海
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水面无人艇自适应危险规避决策过程收敛性分析 被引量:6
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作者 张汝波 唐平 +2 位作者 杨歌 李雪耀 史长亭 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2644-2652,共9页
水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)是一种重要的海洋自主机器人,当前正被广泛研究并逐渐应用于实际.然而USV的安全航行问题仍严重制约其自主性能的提高,尤其是在复杂海况下的危险规避问题亟待解决.以Sarsa在线策略强化学习算法... 水面无人艇(unmanned surface vehicle,USV)是一种重要的海洋自主机器人,当前正被广泛研究并逐渐应用于实际.然而USV的安全航行问题仍严重制约其自主性能的提高,尤其是在复杂海况下的危险规避问题亟待解决.以Sarsa在线策略强化学习算法为基础,提出了USV在复杂海况下的自适应危险规避决策模型,并以渐进贪心策略作为行为探索策略,证明了USV自适应危险规避决策过程能够以概率1收敛到最优行为策略.论证结果表明,采用在线策略强化学习算法提升USV在复杂海况下的危险规避性能是可行的. 展开更多
关键词 水面无人艇 复杂海况 Sarsa在线策略强化学习 自适应危险规避决策过程 渐进贪心策略
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