一种凹多边形区域的无人机覆盖路径规划算法 被引量：9

1

作者 王红星 马学娇 张长森 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2021年第6期46-52,共7页

区域覆盖路径规划技术对于提高无人机搜索的效率和正确率具有重要的意义。本文针对凹多边形区域,提出一种区域覆盖算法,旨在使无人机能够更加高效地完成对指定区域的无遗漏覆盖搜索。首先,给出了处理凹多边形区域的凹点、利用凸分解进... 区域覆盖路径规划技术对于提高无人机搜索的效率和正确率具有重要的意义。本文针对凹多边形区域,提出一种区域覆盖算法,旨在使无人机能够更加高效地完成对指定区域的无遗漏覆盖搜索。首先,给出了处理凹多边形区域的凹点、利用凸分解进行区域划分的的算法流程;其次,给出了无人机基于最小多余路径的子区域遍历顺序,详细描述了无人机对区域的无遗漏覆盖遍历;最后,根据仿真实验分析,证明了该算法的正确性与有效性。 展开更多

关键词 无人机 区域覆盖 路径规划 凹多边形 凸分解

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基于深度强化学习的无人机区域覆盖路径规划研究 被引量：8

2

作者 董加鑫 《工业控制计算机》 2021年第5期80-82,共3页

基于深度强化学习技术进行无人机区域覆盖路径规划问题研究,通过搭建环境模型和仿真平台,构建并训练智能体网络等过程,设计并实现了一套基于深度强化学习的无人机区域覆盖路径规划框架。仿真实验结果表明,设计的无人机区域覆盖路径规划... 基于深度强化学习技术进行无人机区域覆盖路径规划问题研究,通过搭建环境模型和仿真平台,构建并训练智能体网络等过程,设计并实现了一套基于深度强化学习的无人机区域覆盖路径规划框架。仿真实验结果表明,设计的无人机区域覆盖路径规划框架不仅可以在静态环境下实现完全覆盖,在有移动障碍物的动态环境下同样地可以实现完全覆盖,对无人机区域覆盖路径规划问题的研究具有一定的实际意义。 展开更多

关键词 无人机 深度强化学习 区域覆盖 路径规划

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基于电子海图的无人艇集群区域覆盖路径规划

3

作者 马鸣 古楠 +3 位作者 董佳伟 尹勇 韩冰 彭周华 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期211-219,共9页

[目的]针对无人艇(ASV)集群区域覆盖问题,设计一种基于电子海图信息系统(ECDIS)的多无人艇区域覆盖路径规划方法。[方法]首先,通过提取ECDIS中的海陆和水深信息,建立基于栅格化方法的无人艇集群覆盖区域环境模型。其次,提出一种基于轮... [目的]针对无人艇(ASV)集群区域覆盖问题,设计一种基于电子海图信息系统(ECDIS)的多无人艇区域覆盖路径规划方法。[方法]首先,通过提取ECDIS中的海陆和水深信息,建立基于栅格化方法的无人艇集群覆盖区域环境模型。其次,提出一种基于轮盘选择法的区域划分方法,解决基于初始位置的区域划分方法区域划分不规则的问题,实现在栅格地图中对无人艇集群覆盖子区域的合理划分。最后,构建一种基于模板法的区域覆盖路径规划方法,解决生成树覆盖方法路径转弯数量较多的问题。[结果]搭建基于ECDIS的无人艇集群人机交互仿真平台,验证所提基于轮盘法和模板法的区域覆盖路径规划方法对优化规划路径转弯数量的有效性。[结论]采用所提基ECDIS的无人艇集群区域覆盖路径规划方法,实现多无人艇对海上目标任务区域的覆盖路径规划。 展开更多

关键词 无人艇集群 区域覆盖路径规划 生成树覆盖规划 电子海图

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改进型BINN算法应用在无人船优先区域覆盖路径规划的研究 被引量：6

4

作者 赵红 赵德润 +1 位作者 王宁 郭晨 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期91-102,共12页

对于无人船在复杂海域执行的全区域覆盖任务,用原生物激励神经网络算法规划的路径欠佳,为此提出以下改进措施:为解决两个方向上的活性值相同而导致下一位置决策困难的问题,提出新的最优点决策公式;为解决障碍物毗邻区和海图边界区域活... 对于无人船在复杂海域执行的全区域覆盖任务,用原生物激励神经网络算法规划的路径欠佳,为此提出以下改进措施:为解决两个方向上的活性值相同而导致下一位置决策困难的问题,提出新的最优点决策公式;为解决障碍物毗邻区和海图边界区域活性值较低而导致无法完全覆盖的问题,重新定义生物激励神经网络模型中的输入激励。同时,通过在神经元输入中加入高激励选项,有效地实现了对区域的优先覆盖。仿真结果表明,提出的改进型算法无论在静态还是在动态海况下,都有很好的适应性,可实现对任务海域的100%覆盖,且能有效规避障碍物和快速脱离死区。 展开更多

关键词 无人船 全区域覆盖路径规划 优先覆盖 生物激励神经网络 优化算法

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基于粒子群优化的多无人机区域覆盖航迹规划

5

作者 赵玉花 石永康 万晓燕 《农机化研究》 北大核心 2024年第6期63-67,共5页

针对多补给点的多无人机植保作业的航迹规划问题,建立了基于Voronoi图的无人机环境信息模型及作业区域划分,提出了基于粒子群优化(PSO)的航迹规划算法,充分考虑有效作业路径、总路径、总能耗及转弯次数等4个因素,对已知区域进行全覆盖... 针对多补给点的多无人机植保作业的航迹规划问题,建立了基于Voronoi图的无人机环境信息模型及作业区域划分,提出了基于粒子群优化(PSO)的航迹规划算法,充分考虑有效作业路径、总路径、总能耗及转弯次数等4个因素,对已知区域进行全覆盖路径规划。仿真结果表明:PSO算法与传统断点续飞方式相比,在有效作业率上提升了2.55%;在总路径、总耗能、综合代价上分别降低了2.55%、3.45%、1.04%。在PSO算法下,植保无人机有效作业率更高,无效路径更短,能量消耗更低,降低了经济成本。 展开更多

关键词 多无人机 区域覆盖 路径规划 粒子群算法 VORONOI图

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考虑地形起伏的机载SAR测绘航线规划方法 被引量：1

6

作者 肖友刚 满香娜 +1 位作者 伍国华 罗启章 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第17期213-229,共17页

合成孔径雷达(SAR)能够不受天气、时间影响地获取高分辨率图像,因此,被广泛用于测绘、灾害监测、环境监测、资源侦察等领域。由于SAR是侧视成像,在复杂的地形中雷达波束会被障碍物遮挡,从而形成叠掩和阴影,这样不仅会造成数据的缺失,而... 合成孔径雷达(SAR)能够不受天气、时间影响地获取高分辨率图像,因此,被广泛用于测绘、灾害监测、环境监测、资源侦察等领域。由于SAR是侧视成像,在复杂的地形中雷达波束会被障碍物遮挡,从而形成叠掩和阴影,这样不仅会造成数据的缺失,而且会加重后续对数据处理的工作负担。针对以上问题,在进行无人机航线规划时,通常要保证相邻航带的重叠率来减少叠掩和阴影对图像质量的影响。为了在减少重叠率的同时保证高质量的成像,研究了考虑地形起伏的SAR测绘航线规划问题,将旁向重叠度、覆盖率和叠掩阴影率作为评价指标,提出了基于模拟退火算法的机载SAR测绘航线规划方法,并展开仿真实验对提出的方法进行验证。实验结果表明:所提出的方法能够将航带的旁向重叠度均控制在设定值以内,并使覆盖率达到90%以上;航线数量相比以平均高度面为基准设计航线的方法降低了31.21%,测区覆盖率相比完全不考虑地形的航线设计方法提高了84.80%;相比Greedy算法,其几何形变率降低了8.73%,其冗余航线数量减少了100%。 展开更多

关键词 区域覆盖 航线设计 无人机测绘 机载SAR 地形起伏 模拟退火

原文传递

面向海域巡逻的多无人船路径规划方法及仿真 被引量：1

7

作者 王朝飞 王慎执 +4 位作者 宋士吉 王凯 武帅 黄高 吴澄 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期2536-2548,共13页

目的随着人工智能技术的大力发展,以无人船为代表的智能无人装备在海洋技术领域已开始实际应用。在大型海域巡逻任务中,相比传统的巡逻装备,多无人船协同执行区域覆盖任务具有运行时间短、效率高以及风险低等优势,但需要解决任务划分、... 目的随着人工智能技术的大力发展,以无人船为代表的智能无人装备在海洋技术领域已开始实际应用。在大型海域巡逻任务中,相比传统的巡逻装备,多无人船协同执行区域覆盖任务具有运行时间短、效率高以及风险低等优势,但需要解决任务划分、能源补给等难点问题。针对上述问题,提出一套完整的解决大型海域巡逻任务的多无人船协同执行区域覆盖任务的解决方案,并进行面向实际海图的仿真实验。方法首先对多无人船海域巡逻任务进行了问题定义和建模,在构建栅格海域地图的基础上,提出了基于任务均衡的区域划分策略和多种评价指标;在分析比较多种传统遍历算法优劣的基础上,提出了无能源约束和有能源约束条件下的多无人船区域覆盖遍历算法,尤其在有能源约束条件下考虑了多种充电后路径规划策略。结果利用Python搭建仿真应用平台,对三沙市周边15000多平方公里海域进行仿真实验,实验比较了不同遍历算法在无能源约束和有能源约束条件下的优劣,验证了所提出的区域划分策略和遍历算法的有效性和能源约束下无人船在充电后重新规划遍历路径策略的优越性,并对覆盖率和无人船电池里程等参数进行了消融实验。结论提出的方法和仿真分析结果为多无人船协同执行大型海域巡逻任务的实际应用提供了一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 海域巡逻 无人船 区域覆盖路径规划 能源约束 仿真

原文传递

基于DDQN的无人机区域覆盖路径规划策略 被引量：1

8

作者 沈骁 赵彤洲 《电子测量技术》 北大核心 2023年第14期30-36,共7页

基于深度强化学习方法对未知环境的无人机区域覆盖路径规划进行研究,通过搭建栅格环境模型,在环境中随机部署无人机和禁飞区位置,利用双深度Q网络(DDQN)训练无人机的覆盖策略,得到了一套基于DDQN的无人机未知区域覆盖路径规划框架。仿... 基于深度强化学习方法对未知环境的无人机区域覆盖路径规划进行研究,通过搭建栅格环境模型,在环境中随机部署无人机和禁飞区位置,利用双深度Q网络(DDQN)训练无人机的覆盖策略,得到了一套基于DDQN的无人机未知区域覆盖路径规划框架。仿真实验表明,设计的无人机未知区域覆盖路径规划框架在无禁飞区的环境下可以实现完全覆盖,在含有未知数量的禁飞区下也能比较好的完成区域覆盖任务,与DQN方法比较,其平均覆盖率能够在相同训练条件和训练次数下高出2%,与Q-Learning方法和Sarsa方法对比,在无禁飞区的环境中分别高出4%和3%。 展开更多

关键词 未知环境 区域覆盖 深度强化学习 路径规划

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分布式完全覆盖及探索的多机器人系统

9

作者 刘永凯 董伟 《机电一体化》 2023年第1期62-67,共6页

机器人覆盖路径规划主要分为完全覆盖和探索两种任务,而在同时进行完全覆盖及探索两种任务的场景中,需另外设计框架。本文针对此种完全覆盖探索任务,研究多机器人完全覆盖探索路径规划框架,通过两个系统提升整体任务鲁棒性。首先,本文... 机器人覆盖路径规划主要分为完全覆盖和探索两种任务,而在同时进行完全覆盖及探索两种任务的场景中,需另外设计框架。本文针对此种完全覆盖探索任务,研究多机器人完全覆盖探索路径规划框架,通过两个系统提升整体任务鲁棒性。首先,本文提出分布式机器人系统用以解除对中心式控制器的依赖,其二,本文采用神经网路压缩点云地图,提高传输效率,使得地图能够在线传输合并,解决途中机器人故障地图丢失之问题。故本研究提出完全覆盖探索系统,既能解决依赖中心控制的问题,还能处理部分机器人故障的丢包,并另借由机器人仿真环境验证本文之框架的有效性。 展开更多

关键词 机器人 区域覆盖 路径规划 分布式系统

原文传递

一种基于PEGA算法的UAV区域覆盖搜索路径规划方法 被引量：3

10

作者 赵晨皓 刘永兰 赵杰 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第28期85-90,共6页

为解决不规则区域内UAV最短覆盖搜索路径的规划问题,提出一种新的求解方法。首先,利用机载传感器探测范围对任务区域进行栅格化离散,将区域覆盖搜索路径规划问题转化为一个可求解的旅行商问题;然后,利用多种群并行算法框架及精英策略对... 为解决不规则区域内UAV最短覆盖搜索路径的规划问题,提出一种新的求解方法。首先,利用机载传感器探测范围对任务区域进行栅格化离散,将区域覆盖搜索路径规划问题转化为一个可求解的旅行商问题;然后,利用多种群并行算法框架及精英策略对遗传算法进行改进并重新设计算法的适应度函数,提出一种并行精英遗传算法用于问题的求解。实验仿真结果表明,提出的求解方法对于UAV区域覆盖搜索路径规划问题具有较好的适用性;提出的PEGA算法收敛速度快,得出的最优解质量较高;通过改进适应度函数能够有效减少远距离两点相连的情况,对于覆盖搜索路径规划结果产生了明显的优化效果。 展开更多

关键词 无人机 并行精英遗传算法 区域覆盖搜索 路径规划

原文传递

多移动机器人区域分割优化覆盖算法研究 被引量：2

11

作者 黄成 《电脑与信息技术》 2018年第3期5-7,13,共4页

针对多机器人协作的全覆盖路径规划优化问题,提出了一种区域分割优化覆盖算法,完成多机器人对未知区域的快速、高效的覆盖任务。在移动机器人全覆盖路径规划研究中,将机器人的能量、速度、任务完成时间等作为限制条件,对所需机器人的数... 针对多机器人协作的全覆盖路径规划优化问题,提出了一种区域分割优化覆盖算法,完成多机器人对未知区域的快速、高效的覆盖任务。在移动机器人全覆盖路径规划研究中,将机器人的能量、速度、任务完成时间等作为限制条件,对所需机器人的数目、机器人分成的组数及机器人工作的起始位置进行规划,以实现利用最少数目的机器人完成给定区域的优化分割和覆盖。对比仿真实验,结果表明本方法在给定机器人数量的情况下,完成了最大区域的覆盖。该方法可以有效完成多机器人对未知区域的快速高效的搜索覆盖任务。 展开更多

关键词 多移动机器人 区域覆盖 路径规划 分割优化

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移动机器人模糊逻辑控制系统避障研究 被引量：8

12

作者 庞思红 李维 +2 位作者 李春书 富大伟 许波 《微计算机信息》 北大核心 2007年第35期250-251,304,共3页

本文对全区域覆盖的局部路径规划,采用了一种模糊控制算法,利用模糊控制算法自身所具有的鲁棒性和基于生物学上的感知一动作的行为相结合。对于移动机器人的避障系统提出了充分接近障碍的避障策略,并对相关理论和实现方法作了深入的研究。

关键词 移动机器人全区域覆盖路径规划避障

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智能割草机路径规划研究现状 被引量：1

13

作者 贺平 张德晖 +3 位作者 侯志涛 洪夏明 李盼春 虞洋 《福建农机》 2023年第3期36-40,共5页

近十年来国内草坪面积逐年增加,智能割草机需求不断提高,而目前对智能割草机工作性能有重要影响的路径规划技术还存在不足之处。文章从智能割草机的实际应用出发,首先对智能割草机的国内外研究现状和点到点路径规划、遍历路径规划、全... 近十年来国内草坪面积逐年增加,智能割草机需求不断提高,而目前对智能割草机工作性能有重要影响的路径规划技术还存在不足之处。文章从智能割草机的实际应用出发,首先对智能割草机的国内外研究现状和点到点路径规划、遍历路径规划、全区域覆盖路径规划等各类路径规划进行综述,其次对各类路径规划方式进行分析,重点分析了各类算法的优缺点,总结出智能割草机全区域覆盖路径规划技术的发展方向,最后对智能割草机路径规划未来发展趋势进行展望,为智能割草机路径规划研究提供一定的思路。 展开更多

关键词 智能割草机 点到点路径规划 遍历路径规划 全区域覆盖路径规划 路径规划算法

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基于BSO-GA算法的机器人子区域覆盖路径规划 被引量：3

14

作者 董雅文 杨静雯 +1 位作者 刘文慧 张宝锋 《轻工机械》 CAS 2021年第6期57-64,共8页

为解决传统子区域覆盖路径规划方法的环境普适性不足等问题,课题组设计了专门的头脑风暴-遗传算法BSO-GA。对原始头脑风暴算法个体更新方式进行了改进,单个个体更新采用遗传算法移位、倒位和换位算子的思想,混合个体更新采用贪心交叉算... 为解决传统子区域覆盖路径规划方法的环境普适性不足等问题,课题组设计了专门的头脑风暴-遗传算法BSO-GA。对原始头脑风暴算法个体更新方式进行了改进,单个个体更新采用遗传算法移位、倒位和换位算子的思想,混合个体更新采用贪心交叉算子。实验结果表明:BSO-GA在距离、运行时间上均优于头脑风暴算法、遗传算法、模拟退火算法和遗传-模拟退火算法;无论在普通作业环境还是特殊作业环境,该算法覆盖率均能达到100%,且没有路径交叉及重复现象,能够较好地完成覆盖任务。 展开更多

关键词 全覆盖路径规划 区域分割 子区域覆盖路径规划 头脑风暴-遗传算法

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移动机器人模糊控制系统避障研究 被引量：1

15

作者 邱瑛 富大伟 +1 位作者 王惠森 李维 《河北工业大学学报》 CAS 2007年第6期86-89,共4页

对全区域覆盖的局部路径规划,采用了一种模糊控制算法,利用模糊控制算法自身所具有的鲁棒性和基于生物学上的感知-动作的行为相结合.对于移动机器人的避障系统提出了充分接近障碍策略,并对相关理论和实现方法作了深入的研究.

关键词 移动机器人 全区域覆盖 路径规划 避障

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