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水上无人系统研究进展及其面临的挑战 被引量:53
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作者 张卫东 刘笑成 韩鹏 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期847-857,共11页
水上无人系统主要包括无人艇和无人机,是未来执行水上救援、搜救和监测等任务的主要手段.本文综述了近年来国内外在水上无人系统方面的最新研究进展,包括企业界和学术界在无人艇和无人机方面的探索和实践,介绍了水上无人系统研究在环境... 水上无人系统主要包括无人艇和无人机,是未来执行水上救援、搜救和监测等任务的主要手段.本文综述了近年来国内外在水上无人系统方面的最新研究进展,包括企业界和学术界在无人艇和无人机方面的探索和实践,介绍了水上无人系统研究在环境感知、航迹规划、避障和同质/异质自主体编队协同和海上弱小目标识别方面的研究成果,分析讨论了不同方向的研究特点和面临的挑战. 展开更多
关键词 无人艇 无人机 环境感知 航迹规划 编队协同
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基于狼群算法的无人机航迹规划 被引量:33
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作者 刘永兰 李为民 +1 位作者 吴虎胜 宋文静 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1838-1843,共6页
随着无人机可执行任务的多样化,航迹规划成为其顺利完成任务的基本前提。针对该问题,提出了基于狼群算法的无人机航迹规划方法。运用等效地形模拟方法,将作战区域中的敌方威胁、地形障碍等效为山峰,构建了无人机航迹规划的场景。以此为... 随着无人机可执行任务的多样化,航迹规划成为其顺利完成任务的基本前提。针对该问题,提出了基于狼群算法的无人机航迹规划方法。运用等效地形模拟方法,将作战区域中的敌方威胁、地形障碍等效为山峰,构建了无人机航迹规划的场景。以此为基础,采用抽象出游走、召唤和围攻3种智能行为的狼群算法,对起始点和终点已知的无人机航迹进行规划,规划出的航迹安全地避开了威胁,长度较短,且平均耗时较小。仿真结果验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 航迹规划 等效地形模拟 狼群算法
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6R机器人轨迹规划及其在焊接中的应用 被引量:15
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作者 张凯 刘成良 +2 位作者 付庄 曹其新 殷跃红 《机械设计》 CSCD 北大核心 2002年第10期20-23,共4页
分析了关节坐标空间和直角坐标空间轨迹规划的特点 ,给出了轨迹规划的仿真算法 ,并进行了仿真分析。针对IVECO横梁的焊接 ,进行了机器人的轨迹规划。规划轨迹平滑连续 ,无抖动与停顿 ,可以保证机器人正常工作。规划结果表明所采用的方... 分析了关节坐标空间和直角坐标空间轨迹规划的特点 ,给出了轨迹规划的仿真算法 ,并进行了仿真分析。针对IVECO横梁的焊接 ,进行了机器人的轨迹规划。规划轨迹平滑连续 ,无抖动与停顿 ,可以保证机器人正常工作。规划结果表明所采用的方法是正确的。 展开更多
关键词 机器人 轨迹规划 仿真 焊接
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基于改进遗传算法的多无人机协同侦察航迹规划 被引量:27
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作者 李文广 胡永江 +2 位作者 庞强伟 李永科 贾红霞 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期248-255,共8页
针对多无人机在复杂的战场环境中如何高效侦察多种类型目标的问题,提出了一种基于改进遗传算法的多无人机协同侦察航迹规划算法。首先,根据战场环境中不同类型目标的侦察要求,建立了以整体时间代价最小为目标函数的航迹规划模型。然后,... 针对多无人机在复杂的战场环境中如何高效侦察多种类型目标的问题,提出了一种基于改进遗传算法的多无人机协同侦察航迹规划算法。首先,根据战场环境中不同类型目标的侦察要求,建立了以整体时间代价最小为目标函数的航迹规划模型。然后,改进了遗传算法的编码、交叉和变异等操作,来实现异质型目标分配与航迹规划的集中一体化求解。最后,为了提高算法的收敛速度,在交叉和变异操作过程中,加入了适应度更新策略。仿真结果验证了该算法的可行性,而且在4架无人机观测3种类型共10个目标的仿真条件下,相较于使用双染色体编码和多重变异算子的基于对立的遗传算法,时间代价降低了5.79%,收敛速度提高近12倍,有效提高了航迹规划的精度及效率。 展开更多
关键词 多无人机 协同 航迹规划 遗传算法。
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多无人机协同侦察任务规划方法研究综述 被引量:26
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作者 庞强伟 胡永江 +2 位作者 李文广 赵月飞 褚丽娜 《电讯技术》 北大核心 2019年第6期741-748,共8页
由于军事侦察任务的复杂性不断提高,且侦察方式逐渐向多无人机协同的方向发展,而任务规划是无人机执行侦察任务的关键技术,因此研究多无人机协同侦察任务规划方法具有重要意义。根据侦察对象的不同将其分为“点对点”协同侦察和“点对... 由于军事侦察任务的复杂性不断提高,且侦察方式逐渐向多无人机协同的方向发展,而任务规划是无人机执行侦察任务的关键技术,因此研究多无人机协同侦察任务规划方法具有重要意义。根据侦察对象的不同将其分为“点对点”协同侦察和“点对面”协同侦察两种任务模式。对于“点对点”协同侦察,对其目标分配算法与航迹规划算法的原理、优势与不足及改进方法进行了分析,介绍了航迹平滑的常用方法。对于“点对面”协同侦察,从环境信息是否可知的角度对当前的侦察方法进行了分析并总结。最后指出了未来多无人机协同侦察的发展趋势为多无人机携带多种载荷对环境未知的区域进行多角度覆盖侦察。 展开更多
关键词 多无人机 协同侦察 目标分配 航迹规划 覆盖侦察
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可持续发展战略指导下的轨道交通规划与评价 被引量:16
6
作者 吴小萍 陈秀方 《中国工程科学》 2003年第10期88-94,共7页
提出了轨道交通规划与评价在实施可持续发展战略过程中需要研究的问题 ,研究重点是轨道交通规划与评价方法体系和环境对策 ,研究了轨道交通规划目标的变化、轨道交通规划优化决策理论与方法、轨道交通规划中的环境影响评价、城市轨道交... 提出了轨道交通规划与评价在实施可持续发展战略过程中需要研究的问题 ,研究重点是轨道交通规划与评价方法体系和环境对策 ,研究了轨道交通规划目标的变化、轨道交通规划优化决策理论与方法、轨道交通规划中的环境影响评价、城市轨道交通网络的合理规划、城际轨道交通———客运专线 /高速铁路线路基本走向的规划、轨道交通规划可持续发展的评价指标体系概念框架、轨道交通系统可持续发展的能力建设问题等 ,并通过实例验证了所建立的理论方法体系和模型体系 ;不仅进行了有关理论和方法的探讨 ,而且以面向实际应用为目标 ,开发了相应的软件系统 ,为轨道交通规划提供可能的信息服务和决策支持。 展开更多
关键词 轨道交通 城市轨道交通 城际轨道交通 可持续发展 规划 评价
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一种基于Dijkstra的多约束条件下智能飞行器航迹规划算法 被引量:21
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作者 程凝怡 刘志乾 李昱奇 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1284-1290,共7页
针对智能飞行器最优航迹快速规划问题,考虑误差约束及校正概率约束,构建多约束条件下智能飞行器航迹规划模型,并提出基于Dijkstra的全局搜索算法求解模型。所提算法通过计算剩余误差和约束飞行距离,对基础Dijkstra算法进行改进,使其在... 针对智能飞行器最优航迹快速规划问题,考虑误差约束及校正概率约束,构建多约束条件下智能飞行器航迹规划模型,并提出基于Dijkstra的全局搜索算法求解模型。所提算法通过计算剩余误差和约束飞行距离,对基础Dijkstra算法进行改进,使其在求解多约束条件下航迹规划问题时具有更好的适应性。同时,以航迹长度最短且满足误差约束为目标开展仿真实验,仿真实验结果为飞行器到达终点时共经过18个校正点,航迹长度144287.932 m,垂直误差为17.254个单位,水平误差为6.420个单位,结果均满足误差要求,表明多约束条件下智能飞行器航迹规划模型和基于Dijkstra的全局搜索算法在解决此类问题方面具有一定的合理性。 展开更多
关键词 DIJKSTRA算法 误差校正 航迹规划 误差约束 校正概率约束
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一种改进遗传算法的无人机航迹规划 被引量:21
8
作者 程泽新 李东生 高杨 《计算机仿真》 北大核心 2019年第12期31-35,共5页
航迹规划是无人机的关键技术也是其智能化的基石,伴随着无人机的快速发展,航迹规划技术也在不断更新。遗传算法是一种模拟生物进化过程的仿生全局寻优算法,可用于无人机航迹规划,但其在无人机航迹规划过程后期收敛速度变慢,容易陷入局... 航迹规划是无人机的关键技术也是其智能化的基石,伴随着无人机的快速发展,航迹规划技术也在不断更新。遗传算法是一种模拟生物进化过程的仿生全局寻优算法,可用于无人机航迹规划,但其在无人机航迹规划过程后期收敛速度变慢,容易陷入局部最优,因此提出一种改进无人机航迹规划方法。在遗传算法中引入差分进化变异策略,增加算法变异的多样性,并把遗传算法与模拟退火算法结合起来,摆脱局部最优,且在作战仿真软件VR-Forces中对所规划航迹进行验证。仿真验证表明,改进算法能够加快收敛速度且在提高规划效率的同时抑制算法早熟,成功规划一条代价最优的航迹。 展开更多
关键词 航迹规划 遗传算法 模拟退火算法 变异策略
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基于改进PSO的无人机三维航迹规划优化算法 被引量:18
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作者 巫茜 罗金彪 +1 位作者 顾晓群 曾青 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期233-238,共6页
为解决无人机航迹规划中粒子群算法(PSO)易陷入局部极值和收敛速度慢的难题,提出了一种基于自适应柯西变异粒子群(ACMPSO)的无人机三维航迹规划算法。建立了无人机飞行三维环境模型;综合权衡航迹长度、雷达威胁、障碍物碰撞、高度变化... 为解决无人机航迹规划中粒子群算法(PSO)易陷入局部极值和收敛速度慢的难题,提出了一种基于自适应柯西变异粒子群(ACMPSO)的无人机三维航迹规划算法。建立了无人机飞行三维环境模型;综合权衡航迹长度、雷达威胁、障碍物碰撞、高度变化等影响因素,构建了适应度函数;借助指数型惯性权重和柯西变异步长调节策略,探讨了迫使粒子跳出局部极值与加速算法收敛的方法;最后给出了复杂三维环境下的无人机航迹规划优化算法。以100 km×100 km×10 km任务空间的航迹规划为例,仿真结果验证了ACMPSO算法可有效弥补PSO的缺陷,所规划出的航迹可有效躲避障碍物和威胁,用时更少且品质更高。研究结果表明,采用ACMPSO算法在任务空间规划航迹是合理、可行和有效的。 展开更多
关键词 航迹规划 粒子群算法 柯西变异 无人机 适应度函数
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智能航迹规划算法研究现状与展望 被引量:14
10
作者 谢凯利 杨海涛 谢海平 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第12期8-13,34,共7页
航迹规划是飞行器自主导航部分的核心技术,应用领域广泛,具有广阔的发展前景和研究价值。从传统规划算法和智能优化算法两方面对航迹规划算法进行综述,重点阐述了智能优化航迹规划算法,最后,对智能航迹规划算法的未来发展趋势进行了展望。
关键词 航迹规划 传统规划算法 智能规划算法
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基于SimMechanics的4自由度机器人的轨迹规划和仿真系统设计 被引量:14
11
作者 李万莉 陈熙巍 茹兰 《中国工程机械学报》 2008年第2期144-148,共5页
针对1台4自由度教学型机器人的结构特点,利用多项式插值规划关节空间的轨迹,并利用Matlab中的SimMechanics工具箱建立运动学仿真模型.仿真结果表明利用仿真模型可以准确、有效地得到机器人的运动参数和运动轨迹,为机器人分析设计提供了... 针对1台4自由度教学型机器人的结构特点,利用多项式插值规划关节空间的轨迹,并利用Matlab中的SimMechanics工具箱建立运动学仿真模型.仿真结果表明利用仿真模型可以准确、有效地得到机器人的运动参数和运动轨迹,为机器人分析设计提供了可靠依据. 展开更多
关键词 机器人 SIMMECHANICS 仿真 轨迹规划
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基于RGPO的编队ECAVs协同航迹欺骗 被引量:15
12
作者 高彬 毛士艺 孙进平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1343-1346,共4页
基于动力学模型分析了多机协同控制下的航迹欺骗技术,利用配备有电子欺骗技术的电子战飞行器(ECAVs,Electronic Combat Air Vehicles),对敌方的防空系统中的雷达网实施电子攻击行动来达到欺骗干扰效果.对搭载距离拖引干扰(RGPO,Range Ga... 基于动力学模型分析了多机协同控制下的航迹欺骗技术,利用配备有电子欺骗技术的电子战飞行器(ECAVs,Electronic Combat Air Vehicles),对敌方的防空系统中的雷达网实施电子攻击行动来达到欺骗干扰效果.对搭载距离拖引干扰(RGPO,Range Gate Pull-Off)技术的ECAVs在防空雷达网中的作战运用及协同策略进行了研究,空间模型包括单架ECAV对单部雷达以及多架ECAV对雷达组网两种情形.基于ECAV、雷达和虚假航迹点三者共线关系,削减搜索空间,解决动力约束下ECAVs轨迹规划约束最优化难题,算法高效快捷,可实时完成ECAVs轨迹规划. 展开更多
关键词 电子战飞行器 距离拖引干扰 虚假航迹 路径规划
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基于改进人工鱼群算法的无人机三维航迹规划 被引量:14
13
作者 许江波 刘琳岚 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第2期540-544,共5页
为解决三维环境下的无人机航迹规划问题,提出一种基于改进人工鱼群算法的无人机航迹规划方法。构建规划空间与威胁模型,依据威胁模型提出导航点自适应选择算法,确定其位置与个数,对航迹进行编码;综合考虑无人机航程、威胁代价、爬升代... 为解决三维环境下的无人机航迹规划问题,提出一种基于改进人工鱼群算法的无人机航迹规划方法。构建规划空间与威胁模型,依据威胁模型提出导航点自适应选择算法,确定其位置与个数,对航迹进行编码;综合考虑无人机航程、威胁代价、爬升代价以及转弯约束,设计航迹代价函数;采用视野自适应策略改进人工鱼群算法进行航迹寻优,得到航迹。仿真结果表明,与粒子群算法相比,采用改进的人工鱼群算法进行无人机三维航迹规划更有效,代价更小。 展开更多
关键词 无人机 航迹规划 导航点 人工鱼群算法 粒子群算法
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无人机三维航迹非均匀三次B样条平滑算法 被引量:13
14
作者 胡中华 许昕 陈中 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第7期1259-1266,共8页
由于无人机航迹规划所获得的初始航迹往往不能满足无人机飞行性能要求,因此必须对航迹进行平滑。本文采用B样条曲线插补法求解航迹的平滑问题。首先,讨论了目前已经开展的航迹平滑方法及其优缺点;然后,根据航迹平滑问题存在的参数分布... 由于无人机航迹规划所获得的初始航迹往往不能满足无人机飞行性能要求,因此必须对航迹进行平滑。本文采用B样条曲线插补法求解航迹的平滑问题。首先,讨论了目前已经开展的航迹平滑方法及其优缺点;然后,根据航迹平滑问题存在的参数分布不均匀的特点,结合B样条基函数及曲线性质,本文采用非均匀三次B样条曲线插补,并给出了算法流程图;最后,为验证该算法的性能,对航迹规划实例进行了仿真。仿真结果表明,采用本文算法所获得的平滑航迹整体过渡非常自然,航向没有突变,且不经过危险区域。该算法不仅实现了曲线的保凸性且经过全部航迹节点,平滑航迹逼近原航迹。因此,航迹油耗代价及威胁代价较原航迹没有显著变化,且满足无人机飞行性能要求。 展开更多
关键词 航迹平滑 航迹规划 B样条曲线 非均匀 插值 三维
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多UAV攻击移动目标的协同任务分配与航迹规划 被引量:13
15
作者 陈侠 刘永泰 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2020年第9期35-40,46,共7页
针对地面移动目标的多无人机协同任务分配与航迹规划问题,给出了一种新方法。建立了结合任务分配的多无人机协同航迹规划模型,给出了多无人机协同打击地面移动目标的任务分配方法,并提出了一种改进的蚁群算法,可以快速地对地面多个移动... 针对地面移动目标的多无人机协同任务分配与航迹规划问题,给出了一种新方法。建立了结合任务分配的多无人机协同航迹规划模型,给出了多无人机协同打击地面移动目标的任务分配方法,并提出了一种改进的蚁群算法,可以快速地对地面多个移动目标规划出有效的航迹,得到效费差最大的任务分配与航迹规划方案。仿真结果表明,提出的方法不仅可以有效地规划出合理的航迹,也可以获得最大的打击收益值,提高了多无人机协同作战能力。 展开更多
关键词 移动目标 协同任务分配 航迹规划 蚁群算法
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基于新型灰狼优化算法的无人机航迹规划 被引量:11
16
作者 许乐 赵文龙 《电子测量技术》 北大核心 2022年第5期55-61,共7页
为解决灰狼优化算法存在寻优性能差、收敛性差等问题,提出了一种新型灰狼优化算法。该算法在初始化部分使用反向学习策略生成了有序的个体,有效改善了算法的收敛速度;设计新型的非线性收敛因子和优化个体位置更新策略来协调算法的搜索能... 为解决灰狼优化算法存在寻优性能差、收敛性差等问题,提出了一种新型灰狼优化算法。该算法在初始化部分使用反向学习策略生成了有序的个体,有效改善了算法的收敛速度;设计新型的非线性收敛因子和优化个体位置更新策略来协调算法的搜索能力,降低陷入局部最优的概率;引进精英选择保留策略,促使种群进化加速,提高算法收敛速度。基本函数测试和航迹规划仿真实验两者的结果表明新型灰狼优化算法具有较强的收敛性和寻优能力,并且该算法规划航迹所花费的平均航迹代价值比灰狼优化算法少19.9%。 展开更多
关键词 无人机 灰狼优化 反向学习 精英保留 航迹规划
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纵轴式悬臂掘进机断面成形控制基础研究 被引量:9
17
作者 张士勇 《陕西理工学院学报(自然科学版)》 2005年第3期18-20,27,共4页
以EBJ-132A型纵轴式悬臂掘进机为例,在分析其截割部主要构造和工作特点的基础之上,建立了悬臂式掘进机在截割作业时,其主要工作机构参数与巷道断面尺寸之间的数学模型,并针对实际生产中几种常见的巷道断面形状,分别编制了相应的工作机... 以EBJ-132A型纵轴式悬臂掘进机为例,在分析其截割部主要构造和工作特点的基础之上,建立了悬臂式掘进机在截割作业时,其主要工作机构参数与巷道断面尺寸之间的数学模型,并针对实际生产中几种常见的巷道断面形状,分别编制了相应的工作机构参数计算程序,同时在计算机上显示出了和实际情况相符合的截割头截割作业包络线图,验证了数学模型的正确性。 展开更多
关键词 悬臂掘进机 断面成形控制 轨迹规划 数学模型
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多救援直升机多目标分配与航迹规划研究 被引量:12
18
作者 夏正洪 潘卫军 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第34期10226-10231,共6页
分析了重大灾害后航空应急救援的可行性,并建立了可行度矩阵。基于该矩阵提出了多直升机、多目标分配算法,提高了航空应急救援整体效能。基于形态学的图像处理和启发式A*搜索算法,提出了救援直升机二维航迹规划方法。在满足安全间隔的... 分析了重大灾害后航空应急救援的可行性,并建立了可行度矩阵。基于该矩阵提出了多直升机、多目标分配算法,提高了航空应急救援整体效能。基于形态学的图像处理和启发式A*搜索算法,提出了救援直升机二维航迹规划方法。在满足安全间隔的前提下,求解可行最短飞行路径,形成重大灾害条件下的航空应急救援预案,开发了航空应急救援辅助系统。通过飞行前准备可以提高航空应急救援效率和安全性。 展开更多
关键词 可行度 形态学 A*搜索算法 航迹规划 救援效率
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凹多边形区域覆盖无人机航迹规划方法 被引量:12
19
作者 王自亮 罗德林 吴顺祥 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2019年第1期95-100,共6页
覆盖航迹规划技术对于提高无人机的目标搜索能力和正确完成任务能力具有重要的意义。针对凹多边形区域形状,本文提出一种无人机覆盖算法,该算法旨在协助无人机自主完成无遗漏地覆盖搜索给定区域。首先,描述了如何选取无人机的飞行方向;... 覆盖航迹规划技术对于提高无人机的目标搜索能力和正确完成任务能力具有重要的意义。针对凹多边形区域形状,本文提出一种无人机覆盖算法,该算法旨在协助无人机自主完成无遗漏地覆盖搜索给定区域。首先,描述了如何选取无人机的飞行方向;其次,给出了如何将凹多边形转变为凸多边形的流程,并详细说明无人机覆盖区域的过程;最后,通过仿真示例验证了算法的有效性与正确性。 展开更多
关键词 无人机 航迹规划 目标搜寻 区域覆盖 凹多边形
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城市低空物流无人机航迹规划模型研究 被引量:9
20
作者 张洪海 张连东 +1 位作者 刘皞 钟罡 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期256-264,共9页
为提高物流无人机在城市低空环境下配送的安全性和公众接受程度,保证运输经济性,提出一种考虑运行风险、噪声水平和运输成本的城市低空物流无人机航迹规划方法。采用栅格法进行空域环境表征,建立基于风险的城市空域环境模型。结合物流... 为提高物流无人机在城市低空环境下配送的安全性和公众接受程度,保证运输经济性,提出一种考虑运行风险、噪声水平和运输成本的城市低空物流无人机航迹规划方法。采用栅格法进行空域环境表征,建立基于风险的城市空域环境模型。结合物流配送要求,建立多目标、多约束的物流无人机航迹规划模型。采用改进A*算法进行求解:为降低航迹代价,设计估价函数预估成本;为保证飞行安全,引入安全保护区确保间隔;为提升搜索效率,采用动态步长加快搜索进程。仿真结果表明:本文模型和算法所得航迹的运行风险小、噪声水平低、运输成本低,能够实现多目标优化。分析模型参数可知,当各子目标代价权重分别为0.6、0.1和0.3时,规划航迹最优。保证其余参数不变,增大安全间隔,则风险代价、运输成本代价总体呈增加趋势,噪声代价减少。在本文规划环境下,参考大疆经纬200无人机参数,在安全间隔取15 m时,综合代价最小。 展开更多
关键词 航空运输 航迹规划 改进A*算法 物流无人机 风险评估
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