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A^*算法与蚁群算法相结合的无人艇巡逻路径规划 被引量：43
1
作者 张丹红 陈文文 +1 位作者 张华军 苏义鑫 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期13-18,共6页
针对无人艇海上巡逻路径规划问题,提出了一种A^*算法与蚁群算法相结合进行最短巡逻路径优化的方法.在传统A^*算法的八角度搜索基础上,设计了一种多角度A^*算法以获得更短的两点之间可行路径,并以A^*算法搜索结果构建任意两个巡逻点之间... 针对无人艇海上巡逻路径规划问题,提出了一种A^*算法与蚁群算法相结合进行最短巡逻路径优化的方法.在传统A^*算法的八角度搜索基础上,设计了一种多角度A^*算法以获得更短的两点之间可行路径,并以A^*算法搜索结果构建任意两个巡逻点之间的最短路径网络.结合最短路径网络建立多点巡逻路径规划问题的目标函数,利用蚁群算法进行求解以获得全局最优的巡逻路径.针对巡逻路径转折角较大的问题,提出了一种平滑算法以获得更符合实际航行需求的平滑路径.仿真结果表明:该方法有效地去除了冗余节点,缩短了路径长度,提高了路径平滑度,规划出了一条更优的无人艇巡逻路径. 展开更多
关键词 无人艇 路径规划 A^*算法 蚁群算法 平滑算法
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基于可视图法的水面无人艇路径规划设计 被引量：38
2
作者 陈超 唐坚 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期129-135,共7页
为了解决水面无人艇全局路径规划问题,提出一种基于可视图的A*算法。该算法使用启发式搜索的方式,克服了传统可视图法灵活性差的问题,可以减少规划时间,提高规划效率。通过在平面障碍物环境下的仿真运算,验证了该算法的可行性。
关键词 水面无人艇 全局路径规划 A＊算法
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基于电子海图的水面无人艇全局路径规划研究 被引量：35
3
作者 庄佳园 万磊 +1 位作者 廖煜雷 孙寒冰 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第9期211-214,219,共5页
为解决水面无人艇全局路径规划问题,提出一种基于电子海图的距离寻优Dijkstra算法。该算法使用动态网格模型,克服了传统Dijkstra算法占用内存大的问题,可以减少规划时间,提高规划精度。仿真结果表明,采用的环境模型表示方法以及路径规... 为解决水面无人艇全局路径规划问题,提出一种基于电子海图的距离寻优Dijkstra算法。该算法使用动态网格模型,克服了传统Dijkstra算法占用内存大的问题,可以减少规划时间,提高规划精度。仿真结果表明,采用的环境模型表示方法以及路径规划算法可以生成安全、合理的航线。 展开更多
关键词 水面无人艇 电子海图 全局路径规划 DIJKSTRA算法
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基于改进蚁群算法的水面无人艇路径规划 被引量：31
4
作者 孙功武 苏义鑫 +2 位作者 顾轶超 谢基榕 王俊轩 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期847-856,共10页
针对水面无人艇路径规划问题,提出一种改进蚁群算法进行求解.该算法建立作用时效不同的局部禁忌表和全局禁忌表,实现对蚂蚁途经栅格的分类存储,在蚂蚁发生障碍死锁和自死锁时分别采取不同的死锁处理策略,从而降低无效蚂蚁产生的概率,提... 针对水面无人艇路径规划问题,提出一种改进蚁群算法进行求解.该算法建立作用时效不同的局部禁忌表和全局禁忌表,实现对蚂蚁途经栅格的分类存储,在蚂蚁发生障碍死锁和自死锁时分别采取不同的死锁处理策略,从而降低无效蚂蚁产生的概率,提高解的多样性;引入当前蚂蚁所处栅格与终点栅格之间的欧式距离,设计自适应启发函数,以避免蚂蚁路径搜索的初期盲目性与后期单一性;适时采用历史最优路径替换本轮迭代中的最差路径,保证已搜索到的最优路径不会丢失.在不同规模、不同复杂度地图中的仿真结果表明,所提出改进算法能够大幅度提高搜索过程中有效蚂蚁的数量,其收敛速度与精度两方面性能均优于未改进算法.在规模较大、复杂度较高的地图中,更能体现应用改进算法的优越性. 展开更多
关键词 水面无人艇 路径规划 蚁群算法 死锁 自适应启发函数 最优路径
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基于无人船装置的大水域环境监测系统设计 被引量：17
5
作者 刘雨青 姜亚锋 +2 位作者 邢博闻 冯俊凯 李佳佳 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2019年第1期17-22,73,共7页
针对当前资源过度开发导致大水域环境污染日益严重的问题,设计一种由自动巡航无人船、环境检测装置和远程操作平台组成的大水域环境监测系统。将嵌入式系统、信息通信、路径规划等技术相结合,进行数据处理与分析,实现对无人船的精准控... 针对当前资源过度开发导致大水域环境污染日益严重的问题,设计一种由自动巡航无人船、环境检测装置和远程操作平台组成的大水域环境监测系统。将嵌入式系统、信息通信、路径规划等技术相结合,进行数据处理与分析,实现对无人船的精准控制、大水域环境的精确实时在线监测和水样样本的采集。试验结果表明,该无人船监控系统不仅能满足对大水域水质环境检测的需求,而且能提高大水域环境监控效率和降低成本,对推广应用农业技术与装置和进行水质环境检测有促进作用,同时能使人们的生活质量得到保障和提升。 展开更多
关键词 无人船 激光雷达 水质采样 水质监测 路径规划 上位机通信
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基于量子粒子群优化算法的无人艇航线规划 被引量：17
6
作者 金建海 孙俊 +1 位作者 张安通 张波 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期352-361,共10页
针对目前无人艇主流航线规划算法存在效率低、收敛速度慢或易陷入局部最优等问题,文章将具有较强全局搜索能力的量子粒子群优化(QPSO)算法用于求解无人艇最优航线规划并结合人工势场思想进行针对性改进应用,仿真实验结果表明,该方法寻... 针对目前无人艇主流航线规划算法存在效率低、收敛速度慢或易陷入局部最优等问题,文章将具有较强全局搜索能力的量子粒子群优化(QPSO)算法用于求解无人艇最优航线规划并结合人工势场思想进行针对性改进应用,仿真实验结果表明,该方法寻优能力强、收敛速度快、稳定性好,可较好地适用于不同环境下无人艇航线规划。 展开更多
关键词 无人艇 航线规划 量子粒子群优化算法 势场法
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激光熔覆曲面零件再制造的机器人路径规划 被引量：16
7
作者 陈影 孙文磊 +2 位作者 黄勇 黄海博 王鑫龙 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期73-82,共10页
根据激光熔覆工艺特性,针对曲面零件提出了一种路径规划方法,采用三维扫描仪获取熔覆曲面点云数据,应用点云切片法得到熔覆路径上的点集。利用等弓高得到稀疏化轨迹点集,运用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合得到加工点的法矢量,并按该... 根据激光熔覆工艺特性,针对曲面零件提出了一种路径规划方法,采用三维扫描仪获取熔覆曲面点云数据,应用点云切片法得到熔覆路径上的点集。利用等弓高得到稀疏化轨迹点集,运用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合得到加工点的法矢量,并按该方向偏置一定距离得到枪头运动轨迹点。通过熔覆实验并对实验样件作定量分析,发现曲面上的熔覆层质量良好,从而验证了该方法的可靠性和实用性,该研究为其他曲面零件的熔覆再制造修复提供了一定的参考。 展开更多
关键词 激光技术 曲面零件 路径规划 激光熔覆 NURBS曲面 熔覆层
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基于粒子群优化算法的水面无人艇分层局部路径规划 被引量：15
8
作者 向祖权 靳超 +2 位作者 杜开君 茅云生 宋利飞 《武汉理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第7期38-45,共8页
基于粒子群优化算法,将无人艇的局部路径规划分为静态障碍物避障和动态障碍物避障两个层面。首先确定了粒子群优化算法中相关参数取值和适应度函数,对障碍物进行基于极坐标系下的圆形和有向包围盒建模。然后利用启发式知识对粒子进行初... 基于粒子群优化算法,将无人艇的局部路径规划分为静态障碍物避障和动态障碍物避障两个层面。首先确定了粒子群优化算法中相关参数取值和适应度函数,对障碍物进行基于极坐标系下的圆形和有向包围盒建模。然后利用启发式知识对粒子进行初始化,加入路径平滑优化处理方法实现第1层路径规划——静态障碍物的避障。然后结合相关海事规则实现第2层路径规划——动态障碍物的避障,并通过两个层次的规划得到无人艇规避障碍物的最优路径。最后通过仿真实验验证了文中算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 水面无人艇 分层路径规划 粒子群优化算法 海事规则
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基于AHPSO算法的无人艇多目标路径规划 被引量：14
9
作者 冯辉 刘梦佳 徐海祥 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期59-64,共6页
为达到在实际水流环境中减小无人艇的能耗和保证无人艇安全等目标,提出一种自适应混合粒子群（AHPSO）算法用于无人艇的全局路径规划.首先,根据实际水流中无人艇路径能耗等因素,提出路径规划的目标,建立多目标优化方程;其次,分析适用于... 为达到在实际水流环境中减小无人艇的能耗和保证无人艇安全等目标,提出一种自适应混合粒子群（AHPSO）算法用于无人艇的全局路径规划.首先,根据实际水流中无人艇路径能耗等因素,提出路径规划的目标,建立多目标优化方程;其次,分析适用于全局路径规划的粒子群算法,将全局与局部粒子群算法结合,生成混合粒子群算法;最后,针对标准粒子群算法早熟收敛等问题,采用自适应原理来改变惯性权重和加速系数,有效提高算法的寻优速度和精度.仿真结果显示：所提出的算法比单独采用全局或局部标准粒子群算法有更好的寻优性能,可实现多目标优化,更适用于实际水流环境中的无人艇路径规划. 展开更多
关键词 无人艇 全局路径规划 多目标寻优 自适应策略 混合粒子群算法 避障
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面向自由曲面零件的在线检测技术研究现状 被引量：12
10
作者 诸进才 高健 陈新 《机床与液压》 北大核心 2007年第8期218-222,共5页
数控机床在线检测系统是集数控机床、测头及计算机等为一体的高度集成化系统。高精度在线检测是实现柔性制造系统连续可靠工作的重要手段,是保证数控机床加工精度和效率的重要措施。在航空、汽车、模具等现代工业生产中出现了越来越多... 数控机床在线检测系统是集数控机床、测头及计算机等为一体的高度集成化系统。高精度在线检测是实现柔性制造系统连续可靠工作的重要手段,是保证数控机床加工精度和效率的重要措施。在航空、汽车、模具等现代工业生产中出现了越来越多的自由曲面零件,这对测量系统提出了更高的要求,因而对具有自由曲面的零件进行高精度高效率的检测将是当前的一个重要研究方向。本文主要介绍自由曲面零件的在线检测技术在国内外的研究现状与进展,包括检测系统开发、自由曲面零件的接触式测量及路径规划和误差补偿等3部分,指出了目前在该领域存在的有待于进一步解决的关键问题。 展开更多
关键词 在线检测 自由曲面 测量路径规划 误差补偿
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无人水面艇避障路径规划算法综述 被引量：14
11
作者 刘佳 王杰 《计算机应用与软件》 北大核心 2020年第8期1-10,20,共11页
根据无人水面艇对环境信息的已知程度,将现有避障路径方法分为全局路径规划和局部路径规划。根据不同的类别探讨典型路径规划算法的优点以及存在的问题,并进行对比分析;描述了相应的改进算法在无人水面艇路径规划方面取得了新的研究成果... 根据无人水面艇对环境信息的已知程度,将现有避障路径方法分为全局路径规划和局部路径规划。根据不同的类别探讨典型路径规划算法的优点以及存在的问题,并进行对比分析;描述了相应的改进算法在无人水面艇路径规划方面取得了新的研究成果;展望了对无人水面艇避障路径规划的研究方向。 展开更多
关键词 无人水面艇 路径规划 避障
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基于改进A^(*)和DWA的无人艇路径规划算法 被引量：13
12
作者 王子静 陈熙源 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期249-254,共6页
针对存在动态障碍的复杂海洋环境中无人艇的应用,提出了基于改进A^(*)和DWA的无人艇路径规划算法。在全局路径规划时,基于动态改变步长方法设计了一种改进的快速平滑A^(*)算法,克服了传统A^(*)算法存在的大范围搜索时效率低下、生成路... 针对存在动态障碍的复杂海洋环境中无人艇的应用,提出了基于改进A^(*)和DWA的无人艇路径规划算法。在全局路径规划时,基于动态改变步长方法设计了一种改进的快速平滑A^(*)算法,克服了传统A^(*)算法存在的大范围搜索时效率低下、生成路径不平滑等缺点,基于无人艇传感及导航信息,通过在DWA的评价函数中增加路径偏差项,将全局规划与局部规划相结合,实现了动态环境下无人艇的路径规划。仿真实验结果表明,该算法相比传统A^(*)算法,规划的路径平滑,运行效率提升了约30倍,并可以躲避环境中可能存在的动态障碍,确保无人艇安全、高效地到达目标点。 展开更多
关键词 无人艇 路径规划 改进A^(*)算法 动态窗口法
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水面无人艇自主导航与控制系统的设计与实现 被引量：13
13
作者 陈卓 金建海 +1 位作者 张波 包涛 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期89-96,共8页
水面无人艇具有体积小、速度快、运动灵活等特点,能用于执行军、民用领域的各种水上任务,如水质探测、海上搜救、军事侦察与反潜等。导航与控制系统是水面无人艇实现智能化航行的基础和关键技术。论文设计了一种小型无人艇自主导航与控... 水面无人艇具有体积小、速度快、运动灵活等特点,能用于执行军、民用领域的各种水上任务,如水质探测、海上搜救、军事侦察与反潜等。导航与控制系统是水面无人艇实现智能化航行的基础和关键技术。论文设计了一种小型无人艇自主导航与控制系统。该系统具备远程遥控和自主航行两种控制模式,能够实现目标点巡航和自主避碰规划。全局路径规划采用基于栅格地图的权值FMM方法,局部避碰采用基于VO模型的方法,航迹跟踪和运动控制部分采用了LOS视线法和PID控制算法。开发了无人艇导航与控制系统试验平台,在开阔水域下进行了航迹跟踪、自主避碰等试验,验证了系统的可靠性和有效性。 展开更多
关键词 水面无人艇 导航与控制系统 路径规划 避碰 航迹跟踪 试验平台
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水面无人艇研究现状 被引量：13
14
作者 郑华荣 魏艳 瞿逢重 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期228-240,共13页
智能无人系统具有运行效率高、可靠、低成本的特点,面对紧急救援、敌情侦察等危险场景,无人系统往往更具优势。近年来用于科研与军事的无人艇平台陆续出现。这类平台一般都具备环境感知、智能决策与通信的基本功能。如有特定作战需求,... 智能无人系统具有运行效率高、可靠、低成本的特点,面对紧急救援、敌情侦察等危险场景,无人系统往往更具优势。近年来用于科研与军事的无人艇平台陆续出现。这类平台一般都具备环境感知、智能决策与通信的基本功能。如有特定作战需求,则还可搭载传感或武器装备。本文根据现有典型无人艇平台,总结无人艇系统的基本软硬件架构,包括传感、决策、通信等模块。然后,针对决策模块中的数据处理、路径规划与控制对现有技术进行回顾,并基于此提出一种能有效处理系统约束条件、实现一定系统性能优化的无人艇预测控制方法。最后,对未来战场上无人艇在海、陆、空敌情发现/作战中扮演的角色与功能需求做简要展望。 展开更多
关键词 水面无人艇 系统构架 路径规划 控制
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利用ABF++保角参数化的网格曲面刀轨规划 被引量：12
15
作者 许晨旸 李静蓉 +1 位作者 王清辉 周雪峰 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期728-733,共6页
针对基于网格曲面参数化的刀轨规划中存在映射拉伸变形的问题,提出一种引入映射拉伸系数的网格曲面刀轨规划方法.首先采用ABF++保角参数化算法将网格曲面展平到参数域内;然后根据映射变形分析逐三角片地计算映射拉伸系数与梯度,并基于... 针对基于网格曲面参数化的刀轨规划中存在映射拉伸变形的问题,提出一种引入映射拉伸系数的网格曲面刀轨规划方法.首先采用ABF++保角参数化算法将网格曲面展平到参数域内;然后根据映射变形分析逐三角片地计算映射拉伸系数与梯度,并基于此将三维网格上的轨迹参数转换到参数网格上;最后根据参数域内的轨迹参数分别生成往复式刀轨与环形刀轨.以人脸模型为例进行了仿真与加工实验,验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 三角网格曲面 刀轨规划 映射拉伸变形 保角参数化 轨迹参数
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基于A~*算法优化的无人水面艇路径规划 被引量：12
16
作者 程杰 陈姚节 刘志峰 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第29期201-206,共6页
为了解决A^*算法在无人水面艇路径规划中无约束条件导致的安全问题,提出一种对A*算法的搜索优化和平滑优化方法。首先,对电子海图数据中的海洋环境信息进行提取,采用栅格法建立路径搜索空间的海洋环境模型,并使用坐标对栅格统一编号;其... 为了解决A^*算法在无人水面艇路径规划中无约束条件导致的安全问题,提出一种对A*算法的搜索优化和平滑优化方法。首先,对电子海图数据中的海洋环境信息进行提取,采用栅格法建立路径搜索空间的海洋环境模型,并使用坐标对栅格统一编号;其次,引入安全距离约束对A^*算法进行搜索优化;最后,通过引入转向角约束,消除冗余节点达到平滑优化的效果。实验结果表明,通过对A*算法的优化处理,提高了无人水面艇路径规划的安全性,满足无人水面艇在复杂环境中全局路径规划的需求。 展开更多
关键词 A^*算法 无人水面艇 路径规划 栅格法
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海流建模及其在路径规划中的应用 被引量：12
17
作者 高博 徐德民 +1 位作者 张福斌 严卫生 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期957-961,共5页
对水下航行器进行路径规划时,除了要考虑所规划的路径长度外,还需要考虑所规划路径满足航行器能量消耗约束,其中海流是影响航行器能量消耗的重要因素,为考虑海流对路径规划的影响,这里提出了一种利用B样条曲面对动态海流环境进行建模的... 对水下航行器进行路径规划时,除了要考虑所规划的路径长度外,还需要考虑所规划路径满足航行器能量消耗约束,其中海流是影响航行器能量消耗的重要因素,为考虑海流对路径规划的影响,这里提出了一种利用B样条曲面对动态海流环境进行建模的方法,并将海流对航行器能量消耗的影响作为约束函数应用到路径规划算法中,使航行器能够在路径的搜索过程中,综合考虑全局路径消耗和能量消耗,寻找能够实现目标函数最优的路径;另外考虑到海流各向异性、时变的特性,对路径规划算法进行改进,使航行器规划路径能够利用海流模型,避开局部湍流,并根据动态海流信息实时对所设计路径进行修正。通过仿真验证,将建立的海流模型应用到路径规划算法后,改进的路径规划算法可以利用海流减少航行器的能源消耗,根据海流的实时变化调整航行路径,航行器满足安全运动条件,并实现在满足能源消耗前提下的路径长度最优。 展开更多
关键词 B样条曲面 海流模型 能量消耗函数 路径规划
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自由曲面非接触式测量路径规划及相关算法研究 被引量：8
18
作者 李剑 王文 +1 位作者 王恒奎 陈子辰 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期301-305,共5页
针对研制的自由曲面非接触式测量系统的硬件组成和工作原理 ,对CAD模型已知自由曲面零件的测点自适应布置、CAD模型未知曲面的测量路径规划和测点数据处理算法进行了研究 。
关键词 自由曲面 路径规划 NURBS曲面 非接触式测量 算法 计算机辅助设计
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曲面零件的激光熔覆路径规划 被引量：11
19
作者 陈影 孙文磊 +1 位作者 黄勇 周超军 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第6期208-216,共9页
为了提高曲面零件的熔覆质量,根据激光熔覆的工艺特性对曲面零件进行了路径规划。对熔覆实验设备进行了简单的介绍,建立曲面零件模型。根据模型提出一种基于切平面法的路径生成方法,并利用熔覆道搭接率来确定切平面间距离;通过分析有效... 为了提高曲面零件的熔覆质量,根据激光熔覆的工艺特性对曲面零件进行了路径规划。对熔覆实验设备进行了简单的介绍,建立曲面零件模型。根据模型提出一种基于切平面法的路径生成方法,并利用熔覆道搭接率来确定切平面间距离;通过分析有效加工离焦量来计算步长大小,得出轨迹上的插补点集,进而分析加工控制点,并用偏置法得到枪头的位置与姿态;通过熔覆加工工艺实验进行验证,得到表面质量良好的熔覆层,从而验证了轨迹规划方法的合理性。 展开更多
关键词 激光技术 曲面零件 路径规划 激光熔覆 熔覆设备 熔覆层
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月球表面巡视探测自主局部避障规划 被引量：11
20
作者 邢琰 刘祥 +1 位作者 滕宝毅 毛晓艳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2042-2046,共5页
路径规划是月球表面巡视探测自主导航的重要功能,是提高地外天体表面探测效率和安全性的关键.国外已实现的地外天体表面自主路径规划方法以局部避障为主要目标,不考虑全局目标可达性和完备性,本文针对该问题,提出一种基于地形通过性定... 路径规划是月球表面巡视探测自主导航的重要功能,是提高地外天体表面探测效率和安全性的关键.国外已实现的地外天体表面自主路径规划方法以局部避障为主要目标,不考虑全局目标可达性和完备性,本文针对该问题,提出一种基于地形通过性定量评价和目标可达的综合自主局部避障规划方法,通过对稠密地形数据进行可通过性能的综合评价,并考虑与目标的方位和距离,规划出能够到达目标的避障安全路径.该方法已经成功应用于我国"玉兔号"和"玉兔二号"月球车的自主导航中. 展开更多
关键词 月球表面巡视探测 自主导航 局部避障规划
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