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面向多无人车的目标点分配和协同路径规划算法
1
作者
谷依田
张涛
+1 位作者
张亮
杨泰泓
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期263-274,共12页
针对多智能体路径搜索算法在非指定式多车协同路径规划问题中路径冗长,计算效率低等缺陷,提出协同目标点分配路径规划算法Nutcracker-CBS。首先构建紧耦合目标点分配MAPF框架,实现目标点分配和路径构建的联合寻优;针对目标点分配模块,...
针对多智能体路径搜索算法在非指定式多车协同路径规划问题中路径冗长,计算效率低等缺陷,提出协同目标点分配路径规划算法Nutcracker-CBS。首先构建紧耦合目标点分配MAPF框架,实现目标点分配和路径构建的联合寻优;针对目标点分配模块,提出改进的星鸦优化算法,增量式求解分配问题,缩短模块用时;针对路径构建模块,提出改进的MAPF算法,通过回退式约束构建机制,引入避碰路径估计的绕道机制和数据共享底层路径规划机制,提升效率和路径质量。数据集实验中,Nutcracker-CBS时耗相比SOTA算法减少90.37%;目标点分配模块求解耗时减少86.76%;MAPF模块6 s内构建100辆无人车路径,平均路径长度缩短6.058%。实际实验中路径总和与系统运行时长分别减少55.26%和61.29%,提升了多机器人系统的效率,降低了路径长度。
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关键词
协同路径规划
多智能体路径搜索
基于冲突的搜索
目标
点
分配
下载PDF
职称材料
基于改进深度Q网络的多UAV队形变换策略
2
作者
李洁菁
卢宗汉
+1 位作者
高恒杰
戴邵武
《舰船电子工程》
2024年第6期22-29,共8页
针对传统多UAV编队队形变换方法存在系统结构复杂,计算量大等问题,提出基于改进DQN算法的多UAV队形变换方法。首先,提出基于DQN的多UAV队形变换方法,将多UAV队形变换问题建模为马尔可夫决策过程;其次,利用动态目标点最优分配算法(DTA)...
针对传统多UAV编队队形变换方法存在系统结构复杂,计算量大等问题,提出基于改进DQN算法的多UAV队形变换方法。首先,提出基于DQN的多UAV队形变换方法,将多UAV队形变换问题建模为马尔可夫决策过程;其次,利用动态目标点最优分配算法(DTA)对编队内成员进行目标队形的最优节点分配,从而提高队形变换的效率,加快DQN算法的收敛速度;再次,引入互惠速度障碍法(RVO)导引编队成员在队形变换过程中进行避碰,从而提高DQN算法的学习效率;最后,针对算法规划的航路不平滑导致UAV无法飞行,引入三次均匀B样条插值算法对航路进行平滑处理。在队形变换实验中,相比于基于动态目标分配的DQN算法(DTA-DQN)、基于互惠速度障碍法的DQN算法(RVO-DQN)、传统DQN算法,提出的算法收敛速度分别提升了39.26%、40.31%、50.77%,且平均航程更短。仿真结果表明,提出的算法能够有效提高多UAV队形变换的效率,且算法具有良好的泛化性和实用性。
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关键词
DQN算法
动态
目标
点
分配
互惠速度障碍法
无人飞行器
队形变换
下载PDF
职称材料
多移动机器人队形初始化目标点分配算法研究
被引量:
1
3
作者
李海婷
张鹏超
+2 位作者
罗朝阳
刘亚恒
徐鹏飞
《陕西理工大学学报(自然科学版)》
2020年第3期40-46,共7页
为解决多移动机器人队形初始化过程中目标点分配效率低、计算量大的问题,提出一种在静态障碍物环境中基于筛选的目标点分配算法。首先计算参与编队的每个机器人到各个目标点的路径集合,通过筛选形成多个目标点分配预测矩阵,然后根据当...
为解决多移动机器人队形初始化过程中目标点分配效率低、计算量大的问题,提出一种在静态障碍物环境中基于筛选的目标点分配算法。首先计算参与编队的每个机器人到各个目标点的路径集合,通过筛选形成多个目标点分配预测矩阵,然后根据当前筛选的预测矩阵建立机器人实时位置坐标方程组,对方程组进行求解判断当前目标点分配是否存在机器人之间的碰撞情况,若是,则循环筛选求解,直到得到路径综合最短且用时最少的目标点分配最优解。最后在MATLAB中进行仿真实验验证,证明了目标点分配算法的有效性,并与其他算法对比证明该目标分配算法的高效性。
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关键词
多移动机器人
队形初始化
目标
点
分配
算法
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职称材料
题名
面向多无人车的目标点分配和协同路径规划算法
1
作者
谷依田
张涛
张亮
杨泰泓
机构
东南大学仪器科学与工程学院
微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期263-274,共12页
文摘
针对多智能体路径搜索算法在非指定式多车协同路径规划问题中路径冗长,计算效率低等缺陷,提出协同目标点分配路径规划算法Nutcracker-CBS。首先构建紧耦合目标点分配MAPF框架,实现目标点分配和路径构建的联合寻优;针对目标点分配模块,提出改进的星鸦优化算法,增量式求解分配问题,缩短模块用时;针对路径构建模块,提出改进的MAPF算法,通过回退式约束构建机制,引入避碰路径估计的绕道机制和数据共享底层路径规划机制,提升效率和路径质量。数据集实验中,Nutcracker-CBS时耗相比SOTA算法减少90.37%;目标点分配模块求解耗时减少86.76%;MAPF模块6 s内构建100辆无人车路径,平均路径长度缩短6.058%。实际实验中路径总和与系统运行时长分别减少55.26%和61.29%,提升了多机器人系统的效率,降低了路径长度。
关键词
协同路径规划
多智能体路径搜索
基于冲突的搜索
目标
点
分配
Keywords
cooperative path finding
MAPF
conflict-based search
goal allocation
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH39 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
基于改进深度Q网络的多UAV队形变换策略
2
作者
李洁菁
卢宗汉
高恒杰
戴邵武
机构
中国人民解放军第四八零一工厂虎门军械修理厂
山东科技大学
中国人民解放军第
海军航空大学
出处
《舰船电子工程》
2024年第6期22-29,共8页
文摘
针对传统多UAV编队队形变换方法存在系统结构复杂,计算量大等问题,提出基于改进DQN算法的多UAV队形变换方法。首先,提出基于DQN的多UAV队形变换方法,将多UAV队形变换问题建模为马尔可夫决策过程;其次,利用动态目标点最优分配算法(DTA)对编队内成员进行目标队形的最优节点分配,从而提高队形变换的效率,加快DQN算法的收敛速度;再次,引入互惠速度障碍法(RVO)导引编队成员在队形变换过程中进行避碰,从而提高DQN算法的学习效率;最后,针对算法规划的航路不平滑导致UAV无法飞行,引入三次均匀B样条插值算法对航路进行平滑处理。在队形变换实验中,相比于基于动态目标分配的DQN算法(DTA-DQN)、基于互惠速度障碍法的DQN算法(RVO-DQN)、传统DQN算法,提出的算法收敛速度分别提升了39.26%、40.31%、50.77%,且平均航程更短。仿真结果表明,提出的算法能够有效提高多UAV队形变换的效率,且算法具有良好的泛化性和实用性。
关键词
DQN算法
动态
目标
点
分配
互惠速度障碍法
无人飞行器
队形变换
Keywords
DQN algorithm
dynamic target allocation
reciprocal velocity obstacle
unmanned aerial vehicle
formation change
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
多移动机器人队形初始化目标点分配算法研究
被引量:
1
3
作者
李海婷
张鹏超
罗朝阳
刘亚恒
徐鹏飞
机构
陕西理工大学电气工程学院
陕西理工大学机械工程学院
陕西理工大学陕西省工业自动化重点实验室
出处
《陕西理工大学学报(自然科学版)》
2020年第3期40-46,共7页
基金
陕南秦巴山区生物资源综合开发协同新项目(QBXT-17-7)。
文摘
为解决多移动机器人队形初始化过程中目标点分配效率低、计算量大的问题,提出一种在静态障碍物环境中基于筛选的目标点分配算法。首先计算参与编队的每个机器人到各个目标点的路径集合,通过筛选形成多个目标点分配预测矩阵,然后根据当前筛选的预测矩阵建立机器人实时位置坐标方程组,对方程组进行求解判断当前目标点分配是否存在机器人之间的碰撞情况,若是,则循环筛选求解,直到得到路径综合最短且用时最少的目标点分配最优解。最后在MATLAB中进行仿真实验验证,证明了目标点分配算法的有效性,并与其他算法对比证明该目标分配算法的高效性。
关键词
多移动机器人
队形初始化
目标
点
分配
算法
Keywords
multi-mobile robot
formation initialization
target point allocation algorithm
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
面向多无人车的目标点分配和协同路径规划算法
谷依田
张涛
张亮
杨泰泓
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
基于改进深度Q网络的多UAV队形变换策略
李洁菁
卢宗汉
高恒杰
戴邵武
《舰船电子工程》
2024
0
下载PDF
职称材料
3
多移动机器人队形初始化目标点分配算法研究
李海婷
张鹏超
罗朝阳
刘亚恒
徐鹏飞
《陕西理工大学学报(自然科学版)》
2020
1
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职称材料
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