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基于实时交通信息的电动汽车路径规划和充电导航策略 被引量:81
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作者 邢强 陈中 +2 位作者 冷钊莹 陆舆 刘艺 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期534-550,共17页
电动汽车兼具交通工具和移动负荷的特性,其充电行为和行驶特性会给交通系统和电网系统产生交互影响,为此提出一种实时交通信息的电动汽车路径规划和充电导航策略。该方法首先通过对动态路网模型的对比分析,确定了分时段动态交通路网模... 电动汽车兼具交通工具和移动负荷的特性,其充电行为和行驶特性会给交通系统和电网系统产生交互影响,为此提出一种实时交通信息的电动汽车路径规划和充电导航策略。该方法首先通过对动态路网模型的对比分析,确定了分时段动态交通路网模型的优势,并针对城市道路特点,提出考虑道路阻抗和交叉口节点阻抗的"时间–流量"路阻模型。其次,在交通路网模型、配电网模型以及单体电动汽车模型确立的基础上,建立融合道路通行时间、充电站负荷以及进站车辆数的多目标优化函数,通过改进的自适应Dijkstra动态搜索算法对该问题求解推荐最优行驶和充电路径。最后,以南京市某区域实际路网为例,根据交通流量状况以及居民出行规律分区域引入电动汽车规模,通过交通起止点方法模拟电动汽车出行行为,分析电动汽车充电和行驶对交通网和配电网的影响,结果表明所提方法有效可行。 展开更多
关键词 电动汽车 交通系统 电网系统 路径推荐 充电导航 自适应Dijkstra搜索算法
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水下无人潜航器集群发展现状及关键技术综述 被引量:50
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作者 张伟 王乃新 +2 位作者 魏世琳 杜雪 严浙平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期289-297,共9页
随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人... 随着水下无人潜航器技术的发展和日渐成熟,单一水下无人潜航器已不能满足需求的发展,这就使多水下无人潜航器以集群的形式互相协作执行任务成为了水下无人潜航器发展的必然趋势。本文从军事领域和民用领域两方面介绍了国外主要水下无人潜航器集群项目,包括项目设立目标和发展情况;分析了水下无人潜航器集群的一些关键技术的国内外研究现状和发展趋势,主要包括集群智能控制、通信网络设计、任务规划、路径规划、编队控制和导航定位等方面;最后对水下无人潜航器集群系统发展做出展望。 展开更多
关键词 水下无人潜航器集群 集群智能 路径规划 任务规划 编队控制 通信网络 关键技术 导航定位
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基于强化学习的机器人路径规划算法 被引量:49
3
作者 张福海 李宁 +1 位作者 袁儒鹏 付宜利 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期65-70,共6页
提出了一种基于强化学习的机器人路径规划算法,该算法将激光雷达所获取的移动机器人周围障碍物信息与目标点所在方位信息离散成有限个状态,进而合理地设计环境模型与状态空间数目;设计了一种连续的报酬函数,使得机器人采取的每一个动作... 提出了一种基于强化学习的机器人路径规划算法,该算法将激光雷达所获取的移动机器人周围障碍物信息与目标点所在方位信息离散成有限个状态,进而合理地设计环境模型与状态空间数目;设计了一种连续的报酬函数,使得机器人采取的每一个动作都能获得相应的报酬,提高了算法训练效率.最后在Gazebo中建立仿真环境,对该智能体进行学习训练,训练结果验证了算法的有效性;同时在实际机器人上进行导航实验,实验结果表明该算法在实际环境中也能够完成导航任务. 展开更多
关键词 移动机器人 强化学习 路径规划 连续报酬函数 导航实验
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基于强化学习的路径规划技术综述 被引量:44
4
作者 闫皎洁 张锲石 胡希平 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期16-25,共10页
路径规划作为移动机器人自主导航的关键技术,主要是使目标对象在规定范围内找到一条从起点到终点的无碰撞安全路径。阐述基于常规方法和强化学习方法的路径规划技术,将强化学习方法主要分为基于值和基于策略两类,对比时序差分、Q-Learn... 路径规划作为移动机器人自主导航的关键技术,主要是使目标对象在规定范围内找到一条从起点到终点的无碰撞安全路径。阐述基于常规方法和强化学习方法的路径规划技术,将强化学习方法主要分为基于值和基于策略两类,对比时序差分、Q-Learning等基于值的代表方法与策略梯度、模仿学习等基于策略的代表方法,并分析其融合策略和深度强化学习方法方法的发展现状。在此基础上,总结各种强化学习方法的优缺点及适用场合,同时对基于强化学习的路径规划技术的未来发展方向进行展望。 展开更多
关键词 路径规划 强化学习 深度强化学习 移动机器人 自主导航
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A Survey of Human-centered Intelligent Robots:Issues and Challenges 被引量:33
5
作者 Wei He Zhijun Li C.L.Philip Chen 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 CSCD 2017年第4期602-609,共8页
Intelligent techniques foster the dissemination of new discoveries and novel technologies that advance the ability of robots to assist and support humans. The human-centered intelligent robot has become an important r... Intelligent techniques foster the dissemination of new discoveries and novel technologies that advance the ability of robots to assist and support humans. The human-centered intelligent robot has become an important research field that spans all of the robot capabilities including navigation, intelligent control, pattern recognition and human-robot interaction. This paper focuses on the recent achievements and presents a survey of existing works on human-centered robots. Furthermore, we provide a comprehensive survey of the recent development of the human-centered intelligent robot and discuss the issues and challenges in the field. 展开更多
关键词 Human-centered robots human-robot interaction intelligent control navigation path planning pattern recognition
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一种基于Dijkstra算法的启发式最优路径搜索算法 被引量:27
6
作者 王景存 张晓彤 +1 位作者 陈彬 陈和平 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期346-350,共5页
为了建立一个高效的路径搜索引擎,针对大型应用系统中寻径算法的平衡最优性、时间复杂度以及空间复杂度问题,从经典Dijkstra算法出发,将AI领域的决策机制引入到路径搜索中来,提出了一个启发式最优路径搜索算法.该算法在寻径过程中引入... 为了建立一个高效的路径搜索引擎,针对大型应用系统中寻径算法的平衡最优性、时间复杂度以及空间复杂度问题,从经典Dijkstra算法出发,将AI领域的决策机制引入到路径搜索中来,提出了一个启发式最优路径搜索算法.该算法在寻径过程中引入代价函数,由代价函数来决定寻径策略(即优先搜索哪些中间节点),以期望减少搜索节点数.给出了该算法得到最佳解的条件及其证明过程,并且以实例数据对两种算法进行了对比测试. 展开更多
关键词 路径搜索 导航 启发式 最优
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基于改进D*算法的无人机室内路径规划 被引量:32
7
作者 张飞 白伟 +2 位作者 乔耀华 邢伯阳 周鹏程 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期662-669,共8页
针对多旋翼飞行器室内无GPS信号时的导航问题,本文采用二维码阵列构建室内定位系统,基于改进D^*算法实现无人机室内路径规划,从而实现飞行器在室内的自主导航和避障。基于ArUco二维码设计了地面阵列为无人机提供了全局精确定位信息,使... 针对多旋翼飞行器室内无GPS信号时的导航问题,本文采用二维码阵列构建室内定位系统,基于改进D^*算法实现无人机室内路径规划,从而实现飞行器在室内的自主导航和避障。基于ArUco二维码设计了地面阵列为无人机提供了全局精确定位信息,使用改进D^*算法保证了无人机在飞行过程中能自主进行路径规划和飞行。通过设计实验对改进D^*算法进行了数值仿真验证,并在实际无人机的飞行中应用。实验结果证明:所提改进算法较传统D^*算法能更好地保证无人机的飞行安全,同时基于二维码阵列的定位方式不但具有较高精度同时成本低易于实现。 展开更多
关键词 无人机 室内定位系统 路径规划 自主导航 避障 二维码数组 ArUco 改进D^*算法
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基于地图的移动机器人自定位与导航系统 被引量:23
8
作者 郑宏 王景川 陈卫东 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期397-402,共6页
针对地图已知情况下的移动机器人大范围导航问题,研制了一个由地图编辑器模块、地图匹配与定位模块以及多层递阶规划模块三部分组成的移动机器人导航系统.地图编辑器负责导航地图的编辑;地图匹配与定位模块利用里程计和激光雷达数据实... 针对地图已知情况下的移动机器人大范围导航问题,研制了一个由地图编辑器模块、地图匹配与定位模块以及多层递阶规划模块三部分组成的移动机器人导航系统.地图编辑器负责导航地图的编辑;地图匹配与定位模块利用里程计和激光雷达数据实现基于地图匹配的自定位;多层递阶规划模块将基于拓扑地图的全局规划、基于栅格地图的局部规划和底层的行为控制功能有机结合.通过室内定位和大范围导航实验评估了本系统的有效性和准确性. 展开更多
关键词 移动机器人 地图匹配 自定位 路径规划 导航
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一种适于车辆导航系统的快速路径规划算法 被引量:10
9
作者 毕军 付梦印 周培德 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期188-191,共4页
针对城市道路网图节点数较多 ,经典的求解最短路径的 Dijkstra算法存在计算时间较长的问题 .对矢量化的城市道路网图的特点进行分析 ,给出了道路网图的计算机存储结构 ,提出一种快速求解城市道路网两节点间的最短路径近似算法 .算法的... 针对城市道路网图节点数较多 ,经典的求解最短路径的 Dijkstra算法存在计算时间较长的问题 .对矢量化的城市道路网图的特点进行分析 ,给出了道路网图的计算机存储结构 ,提出一种快速求解城市道路网两节点间的最短路径近似算法 .算法的实现采用双向式搜索法、投影法和夹角最小的方法 .理论分析和实验结果表明 ,和Dijkstra算法相比 ,该算法尽管有时得不到最优解 ,但能大大减小搜索空间 ,提高搜索速度 ,时间复杂性不超过O( N ) 。 展开更多
关键词 最短路径 车辆导航系统 快速路径规划算法
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GPS车辆导航系统的研究和开发 被引量:6
10
作者 唐依珠 郑茜颖 黄金虎 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2001年第2期16-19,26,共5页
以福州地图为基础数据库 ,提出了一种GPS车辆导航的系统结构 ,侧重探讨了该系统实现中的最短路径的搜索、路径导航、动态路况模拟等若干问题 .
关键词 地理信息系统 最短路径 搜索 路径导航 车辆导航 系统结构 动态路况模拟 GPS
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农用车辆视觉导航路径识别方法 被引量:20
11
作者 赵博 朱忠祥 +2 位作者 宋正河 谢斌 毛恩荣 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2007年第6期482-486,共5页
为提高农用车辆视觉导航系统对不同环境的适应性,研究了田间地头、天空以及树木等复杂环境对路径识别的影响.提出用一种新的中心线检测算法来取代原有的细化算法;用腐蚀算法代替原有的中值滤波;据此设计了适合复杂环境的路径识别方法.... 为提高农用车辆视觉导航系统对不同环境的适应性,研究了田间地头、天空以及树木等复杂环境对路径识别的影响.提出用一种新的中心线检测算法来取代原有的细化算法;用腐蚀算法代替原有的中值滤波;据此设计了适合复杂环境的路径识别方法.大量的田间试验证明,该方法对普通环境和复杂环境均具有较好的适应性,能够快速、可靠、准确地提取导航路径特征. 展开更多
关键词 农用车辆 路径识别 视觉导航 中心线检测 腐蚀算法
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多机器人协同导航技术综述 被引量:24
12
作者 张辰 周乐来 李贻斌 《无人系统技术》 2020年第2期1-8,共8页
随着机器人技术的不断发展,多机器人系统凭借其诸多优势成为了当前科技研究的热点领域。对多机器人协同导航这一领域的研究进行了综合评述,并对未来发展趋势进行了展望。针对多机器人系统导航过程中涉及到的三个关键问题:协同定位、路... 随着机器人技术的不断发展,多机器人系统凭借其诸多优势成为了当前科技研究的热点领域。对多机器人协同导航这一领域的研究进行了综合评述,并对未来发展趋势进行了展望。针对多机器人系统导航过程中涉及到的三个关键问题:协同定位、路径规划和任务分配问题,首先分析了多机器人系统的特点和面临的挑战;之后重点总结了多机器人定位的协同算法和技术、多机路径规划及冲突避免方法和并行多任务的分配方法;最后对多机器人协同导航的研究方向给出建议。综述表明,多机器人协同导航技术已经取得丰硕的成果,但在通信、系统结构和协调策略等基础领域仍需开展研究。另外,扩大多机器人协同控制规模,并将人这一要素深度融合到协同控制方法中,需要持续深入研究。 展开更多
关键词 多机器人 协同定位 路径规划 冲突协调 任务分配 协同导航
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农机自动驾驶系统研究进展与行业竞争环境分析 被引量:23
13
作者 杨涛 李晓晓 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第11期222-231,共10页
农机自动驾驶系统是无人农场的关键技术之一,已在拖拉机、联合收割机、农业机器人等农业装备中有一定的应用并成为学术界研究的热点。从硬件基础与底层技术方面详细梳理农机自动驾驶技术原理,指出其核心内容在于环境感知、决策与规划、... 农机自动驾驶系统是无人农场的关键技术之一,已在拖拉机、联合收割机、农业机器人等农业装备中有一定的应用并成为学术界研究的热点。从硬件基础与底层技术方面详细梳理农机自动驾驶技术原理,指出其核心内容在于环境感知、决策与规划、控制与执行3个环节,并逐一分析各环节实现原理与国内外主要研究成果;总结农机自动驾驶相对有人驾驶在作业精度、效率、降低作业强度等方面优势与在动态路径规划、地头自动转向以及系统可靠性与安全性方面的不足;同时,分析全球农机自动驾驶产业竞争环境,着重阐述中国市场竞争环境,指出农机自动驾驶系统价格及服务体系、机械化水平、下游消费者受教育程度低等问题是制约产业发展的主要因素;预测未来研究热点将集中在机群协同作业、障碍物检测、主动避障以及与5G融合塑造以无人化为核心的无人农业等方面。对于我国无人农业的建设与发展、重塑中国农业生产模式有较好的借鉴意义。 展开更多
关键词 农机自动驾驶系统 无人农场 精准农业 视觉感知 路径规划 导航
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智能交通系统中Dijkstra算法的高效实现 被引量:16
14
作者 王元彪 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期256-258,261,共4页
在智能交通系统中,最佳路径和最短路径的计算是车辆导航功能重要环节,由于越来越多的实时信息参与计算,使得计算行车时间最短的路径变得更频繁,加上道路网络的结点数量和路段数量多,因此,对算法的效率也就要求更高。目前最常用的最佳路... 在智能交通系统中,最佳路径和最短路径的计算是车辆导航功能重要环节,由于越来越多的实时信息参与计算,使得计算行车时间最短的路径变得更频繁,加上道路网络的结点数量和路段数量多,因此,对算法的效率也就要求更高。目前最常用的最佳路径/最短路径算法之一是Dijkstra算法。在智能交通系统中,通过建立相关的数据索引表,可以高效地实现Dijkstra算法,与原始算法相比,大大提高了效率。 展开更多
关键词 DIJKSTRA算法 最佳路径 智能交通 车辆导航
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非结构化环境下机器人视觉导航的路径识别方法 被引量:20
15
作者 赵立明 叶川 +2 位作者 张毅 徐晓东 陈婧 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期259-268,共10页
提出了一种基于模糊粗糙集的非结构化路径识别与机器人引导方法。通过自适应面阵列电荷耦合传感器的图像清晰度控制方法,获取了最佳信息量图像。构建了模糊粗糙集的非结构化路径识别模型,借助粗糙集理论预定义图像目标、背景和不确定区... 提出了一种基于模糊粗糙集的非结构化路径识别与机器人引导方法。通过自适应面阵列电荷耦合传感器的图像清晰度控制方法,获取了最佳信息量图像。构建了模糊粗糙集的非结构化路径识别模型,借助粗糙集理论预定义图像目标、背景和不确定区域,融合相对模糊连接度竞争机制对不确定区域的像素进行了模糊重分类,精确描绘了机器人的导航路径。该模型可实现未知非结构化路径区域的自动识别,亦可引入灰度先验特征识别指定路径区域。结果表明,该方法对提高机器人在非结构化环境中的自主探索能力具有实际意义。 展开更多
关键词 机器视觉 图像处理 移动机器人 非结构化路径 视觉导航 模糊粗糙集
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一个基于全景视觉的移动机器人导航系统的设计与实现 被引量:6
16
作者 张尧 陈卫东 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期173-177,182,共6页
针对移动机器人路径规划与导航的实际应用,设计了一个基于全景视觉的移动机器人路径规划导航系统.首先,对导航系统的体系结构和功能进行描述.然后,分别就如何采用全景视觉传感器进行环境探索与地图创建,基于回归神经网络的广度优先搜索... 针对移动机器人路径规划与导航的实际应用,设计了一个基于全景视觉的移动机器人路径规划导航系统.首先,对导航系统的体系结构和功能进行描述.然后,分别就如何采用全景视觉传感器进行环境探索与地图创建,基于回归神经网络的广度优先搜索法和Voronoi骨架图法两种路径规划算法原理,以及如何实现按规划路径实施导航这三个方面进行了详细阐述.最后,结合实际机器人进行导航实验,评估导航系统的性能和路径规划算法的有效性. 展开更多
关键词 全景视觉 回归神经网络 路径规划 导航
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一种三维虚拟场景自动漫游的快速路径规划算法 被引量:10
17
作者 陈勇 王栋 陈戈 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2507-2510,2554,共5页
针对三维虚拟场景自动漫游的路径规划问题,提出了一种快速路径规划算法:橡皮筋算法。首先,介绍了基于栅格的环境信息表示,场景中的障碍物在场景投影图矩阵中以不同的颜色值表示并求得其绕障包围路线,在此基础上来求得局部避障路径,生成... 针对三维虚拟场景自动漫游的路径规划问题,提出了一种快速路径规划算法:橡皮筋算法。首先,介绍了基于栅格的环境信息表示,场景中的障碍物在场景投影图矩阵中以不同的颜色值表示并求得其绕障包围路线,在此基础上来求得局部避障路径,生成基本路径后用橡皮筋算法进行优化处理,求得从起始点到结束点的一条最优路径。该算法可用于复杂形体和运动物体的实时避障,且具有稳定性好、求解实际问题效率高的特点。 展开更多
关键词 路径规划 栅格法 避障 漫游
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基于机器视觉的林间导航路径生成算法 被引量:15
18
作者 吴佳艺 杨庆华 +1 位作者 鲍官军 高峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期176-179,共4页
提出了一种基于机器视觉的、适用于林间行走机器人导航的路径生成算法,即采用扫描图像获得视野两边的树干底部与地面的交界点,计算得到交点中心的一系列离散点簇,通过最小二乘法拟合该中点生成导航直线的算法。Matlab仿真结果表明:该算... 提出了一种基于机器视觉的、适用于林间行走机器人导航的路径生成算法,即采用扫描图像获得视野两边的树干底部与地面的交界点,计算得到交点中心的一系列离散点簇,通过最小二乘法拟合该中点生成导航直线的算法。Matlab仿真结果表明:该算法可有效地处理多种林间复杂环境,符合人眼视觉所识别的导航线,在图像批量处理时具有较高的可靠性和稳定性。 展开更多
关键词 机器人 机器视觉 路径导航 林地环境
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动态环境下智能轮椅的路径规划与导航 被引量:15
19
作者 王丽军 王景川 陈卫东 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1524-1528,共5页
针对智能轮椅应用的动态环境,提出了一种自主规划和导航算法.采用分层递阶体系结构,设计了基于地图匹配的自定位方法,将路径全局预规划和在线重规划相结合,获得动态环境下导航的次优路径,并且设计了基于局部观测地图的行为控制与行为选... 针对智能轮椅应用的动态环境,提出了一种自主规划和导航算法.采用分层递阶体系结构,设计了基于地图匹配的自定位方法,将路径全局预规划和在线重规划相结合,获得动态环境下导航的次优路径,并且设计了基于局部观测地图的行为控制与行为选择算法.智能轮椅样机的实验结果表明,所提出的方法在动态环境下具有较好的路径优化特性和安全性. 展开更多
关键词 智能轮椅 路径规划 导航 动态环境 行为控制
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基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统研究 被引量:14
20
作者 戚尔江 彭道刚 +2 位作者 关欣蕾 王立力 梅兰 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第6期58-63,共6页
针对传统移动巡检机器人采用磁导轨、固定导轨导航等方式的不足,提出采用带惯导的高精度差分北斗系统和激光雷达导航方式,设计出集全局地图与局部地图相结合的移动巡检机器人导航系统。全局地图导航方式采用预瞄PID算法。局部地图构建... 针对传统移动巡检机器人采用磁导轨、固定导轨导航等方式的不足,提出采用带惯导的高精度差分北斗系统和激光雷达导航方式,设计出集全局地图与局部地图相结合的移动巡检机器人导航系统。全局地图导航方式采用预瞄PID算法。局部地图构建采用激光雷达记录障碍物离散数据点,经聚类、曲线拟合等步骤还原障碍物边缘信息得到实时局部栅格地图,采用人工势场路径规划避障方式。最后实验采集数据并仿真,验证cm级避障效果。 展开更多
关键词 巡检机器人 路径规划 激光雷达 人工势场 差分北斗 导航
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