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Exploring mission planning method for a team of carrier aircraft launching
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作者 Yu WU Yanyang WANG +1 位作者 Xiangju QU Liguo SUN 《中国航空学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第5期1256-1267,共12页
High-level efficiency and safety are of great significance for improving the fighting capability of an aircraft carrier. One way to enhance efficiency and safety level is to organize the carrier aircraft into combat e... High-level efficiency and safety are of great significance for improving the fighting capability of an aircraft carrier. One way to enhance efficiency and safety level is to organize the carrier aircraft into combat effectively. This paper studies the mission planning problem for a team of carrier aircraft launching, and a novel distributed mission planning architecture is proposed. The architecture is hierarchical and is comprised of four levels, namely, the input level, the coordination level,the path planning level and the execution level. Realistic constraints in each level of the distributed architecture, such as the vortex flow effect, the crowd effect and the motion of aircraft, are considered in the model. To solve this problem, a distributed path planning algorithm based on the asynchronous planning strategy is developed. The proposed Mission Planning Approach for Carrier Aircraft Launching(MPACAL) is validated using the setups of the Nimitz-class aircraft carrier.Compared to the isolated planning architecture and the centralized planning architecture, the proposed distributed planning architecture has advantages in coordinating the launch tasks not only belonging to the same catapult but also when all different catapults are considered. The proposed MPACAL provides a modeling method for the flight deck operation on aircraft carrier. 展开更多
关键词 AIRCRAFT CARRIER CARRIER AIRCRAFT Distributed PLANNING architecture MISSION PLANNING Path PLANNING
基于支持向量机的局部路径规划算法 预览
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作者 诸葛程晨 许劲松 唐振民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期323-330,共8页
针对在非结构化道路环境下地面自主车辆的路径规划问题,本文提出了一种基于64激光雷达以及支持向量机的局部路径规划算法。利用非线性支持向量机分类器在栅格地图上提取出安全的路径;并在多帧投影数据上使用RANSAC算法提取出路径,并使... 针对在非结构化道路环境下地面自主车辆的路径规划问题,本文提出了一种基于64激光雷达以及支持向量机的局部路径规划算法。利用非线性支持向量机分类器在栅格地图上提取出安全的路径;并在多帧投影数据上使用RANSAC算法提取出路径,并使用三次多项式进行描述,从而计算出道路曲率;结合地面自主车辆自身状态在RANSAC路径上选取控制点,并使用贝塞尔曲线拟合出最终路径。该算法能够有效地从局部栅格地图中提取道路,以弥补基于视觉的道路检测算法在受到恶劣光照、天气影响时的不足。通过实车试验验证了所提出的方法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 非结构化道路 地面自主车辆 路径规划 支持向量机 RANSAC算法 局部路径 栅格地图
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基于混合SA算法的智能汽车全局路径规划 预览
3
作者 吴麟麟 杨俊辉 +2 位作者 汪若尘 叶青 孙泽宇 《江苏大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第3期249-254,共6页
针对目前智能汽车路径规划存在A*算法规划的路径精度高却搜索耗时长、搜索耗时短但精度差的矛盾问题,提出了一种既保证搜索效率又可提高路径精度的混合连接SA算法.在原有连接方式的基础上,提出了一种新型的连接方式和S算法,设计了混合S... 针对目前智能汽车路径规划存在A*算法规划的路径精度高却搜索耗时长、搜索耗时短但精度差的矛盾问题,提出了一种既保证搜索效率又可提高路径精度的混合连接SA算法.在原有连接方式的基础上,提出了一种新型的连接方式和S算法,设计了混合SA算法的切换机制,确保了SA算法可获取保证搜索效率的次优路径.进行了路径规划单一地图仿真试验,验证了SA算法在不同的单一环境地图中,重复规划的路径具有一致性、耗时具有一定局限性;同时进行了路径规划普适性仿真试验,对比分析了混合连接SA算法与四连接A*算法的各项性能指标.结果表明:在全局工况下,SA算法相比于四连接A*算法,在保证搜索耗时优势的同时,提高了规划路径精度,尤其是在低百分比障碍物地图下,效果更为明显. 展开更多
关键词 智能汽车 路径规划 A*算法 路径长度 搜索耗时
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关于导弹战场突防目标航迹规划仿真 预览
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作者 邹志龙 张亮 《计算机仿真》 北大核心 2019年第1期97-101,267共6页
航迹规划是实现导弹在战场突防过程中自主飞行、提高导弹生存能力的技术保障,航迹规划算法则是航迹规划的核心。为解决传统的单向动态规划算法在反舰导弹航迹规划过程中耗时长以及规划航迹上存在冗余节点的问题,提出双向动态规划算法和... 航迹规划是实现导弹在战场突防过程中自主飞行、提高导弹生存能力的技术保障,航迹规划算法则是航迹规划的核心。为解决传统的单向动态规划算法在反舰导弹航迹规划过程中耗时长以及规划航迹上存在冗余节点的问题,提出双向动态规划算法和基于三角不等式的航迹优化策略。首先将规划空间网格化;接着采用双向动态规划算法搜索航迹节点;然后运用提出的航迹优化策略对航迹进行优化;最后将所提算法与模拟退火算法、蚁群算法、传统单向动态规划算法进行仿真比较。仿真结果表明,与其它三种算法相比,所提算法计算速度更快、规划航迹更短、节点更少。 展开更多
关键词 反舰导弹 动态规划 航迹规划 路径优化
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有向外力场作用下机器人路径规划方法 预览
5
作者 王婷 陶永明 阎岩 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期184-188,共5页
针对有向外力场作用下基于格点的机器人路径规划方法不能得到最优解的问题,采用了基于水平集方法的路径规划方法.将机器人的粒子跟踪转变为曲线的数值演化,通过解哈密尔顿-雅克比方程得到最优时间路径,改进后向路径追踪的数值计算精度... 针对有向外力场作用下基于格点的机器人路径规划方法不能得到最优解的问题,采用了基于水平集方法的路径规划方法.将机器人的粒子跟踪转变为曲线的数值演化,通过解哈密尔顿-雅克比方程得到最优时间路径,改进后向路径追踪的数值计算精度保证了规划路径的可行性.仿真结果表明,算法可以有效应对复杂的有向外力场,并且在强外力场中仍保持路径的可行性.采用的连续路径规划方法可以突破传统机器人路径规划算法基于格点搜索的限制,并有效利用空间中存在的外力场. 展开更多
关键词 有向外力场 速度场 路径规划 最优时间路径 水平集 数值演化 机器人 数值计算
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基于蝗虫算法的无人机三维航迹规划
6
作者 程泽新 李东生 高杨 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2019年第2期46-50,55共6页
针对现有航迹规划算法存在的寻优能力不强、对三维航迹规划效果不佳的问题,将一种新型启发式优化算法——蝗虫算法引入无人机三维航迹规划。首先对蝗虫算法的基本原理、参数选择进行分析;然后建立三维作战场景,设计约束条件和航迹评价指... 针对现有航迹规划算法存在的寻优能力不强、对三维航迹规划效果不佳的问题,将一种新型启发式优化算法——蝗虫算法引入无人机三维航迹规划。首先对蝗虫算法的基本原理、参数选择进行分析;然后建立三维作战场景,设计约束条件和航迹评价指标,利用地形、约束条件等缩短搜索空间;最后给出基于蝗虫算法的三维航迹规划流程,并在设定场景下进行算法性能分析。仿真结果表明,在设定的三维作战场景下,蝗虫算法可以有效地规划出合理的航迹;与灰狼算法和蚁狮算法相比,在航迹代价、耗时等方面具有更优的性能。 展开更多
关键词 无人机 航迹规划 三维航迹 蝗虫算法
无末姿态要求下Reeds-Shepp车的最优路径导航 预览
7
作者 仝兆景 陈炜圻 高龙飞 《空军工程大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2019年第1期55-59,共5页
Reeds-Shepp路径的计算受末姿态的影响,无法直接在无末姿态要求的导航场景中应用。文章对Reeds-Shepp路径的规划应用进行研究,提出在无姿态要求下Reeds-Shepp车的最优路径导航方法,以及对应控制方案的生成规则。仿真数据证明了其在各种... Reeds-Shepp路径的计算受末姿态的影响,无法直接在无末姿态要求的导航场景中应用。文章对Reeds-Shepp路径的规划应用进行研究,提出在无姿态要求下Reeds-Shepp车的最优路径导航方法,以及对应控制方案的生成规则。仿真数据证明了其在各种情形下的最优特性。利用该路径对导航方案进行设计能够有效降低自动驾驶车辆的行驶时间与运行成本,可广泛应用于军事工业以及民用的无人车、无人机、无人船等自动驾驶交通工具的导航系统,以实现控制其按最优路径行驶的目的。 展开更多
关键词 Reeds-Shepp车 路径规划 最优路径 无人驾驶 导航系统
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基于激光扫描数据的超声扫查路径规划方法 预览
8
作者 杜勤 周婷婷 +4 位作者 郭祥辉 温志强 井雅军 闫晓红 刘志虹 《新技术新工艺》 2019年第2期76-79,共4页
将超声检测与机器人技术相结合的自动检测技术已经成为无损检测领域的重要发展方向。焊缝的超声自动检测需要快速、准确定位超声检测仪在焊缝轨迹上的位置。针对UR机器人和激光扫描测头组成的3D扫描系统,提出了一种基于激光扫描数据的... 将超声检测与机器人技术相结合的自动检测技术已经成为无损检测领域的重要发展方向。焊缝的超声自动检测需要快速、准确定位超声检测仪在焊缝轨迹上的位置。针对UR机器人和激光扫描测头组成的3D扫描系统,提出了一种基于激光扫描数据的超声扫查路径规划方法。首先实现机器人编码器与激光测头数据的同步采集,采用D-H建模将局部坐标系下的扫描数据转化至全局坐标系;然后研究并实现了一种基于线扫描数据的焊后焊缝边缘点的提取算法,根据提取到的焊缝边缘点进行超声扫查路径规划,并根据扫描数据计算机器人末端位姿,控制机器人运动,实现了基于焊缝三维扫描数据的焊缝缺陷超声检测。 展开更多
关键词 焊缝检测 路径规划 激光扫描 焊缝跟踪 工业机器人 轨迹控制
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网络上指定起点与终点集的路径规划问题 预览
9
作者 ?思敏 李伟 杨花 《应用数学进展》 2019年第1期1-6,共6页
路径规划在很多领域都有应用,特别是物流管理方面。本文以网购过程中的物流配送为背景,以找出配送过程中的最短路为目的。考虑从一个仓库发货到有多个分拨中心的地区中的某一个的情况,将这样的问题看做网络上指定起点与终点集的路径规... 路径规划在很多领域都有应用,特别是物流管理方面。本文以网购过程中的物流配送为背景,以找出配送过程中的最短路为目的。考虑从一个仓库发货到有多个分拨中心的地区中的某一个的情况,将这样的问题看做网络上指定起点与终点集的路径规划问题。并运用Dijkstra算法设计出一个最优算法来解决这样的问题,为这样的问题提供求解新思路。 展开更多
关键词 路径规划 最短路 DIJKSTRA算法
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基于模型预测控制的智能车辆主动避撞控制研究 预览
10
作者 任玥 郑玲 +2 位作者 张巍 杨威 熊周兵 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期404-410,共7页
针对自主驾驶车辆的转向避撞问题,提出了一种分层避撞控制方法。上层路径规划控制器基于车辆运动学模型,引入人工势场函数,采用障碍物与车辆的相对状态描述车辆碰撞风险。基于模型预测控制理论,构建优化目标函数,规划最优避撞路线,并采... 针对自主驾驶车辆的转向避撞问题,提出了一种分层避撞控制方法。上层路径规划控制器基于车辆运动学模型,引入人工势场函数,采用障碍物与车辆的相对状态描述车辆碰撞风险。基于模型预测控制理论,构建优化目标函数,规划最优避撞路线,并采用五次多项式拟合局部避撞路径。对于下层路径跟踪控制器,则建立车辆非线性动力学模型,构建基于最优转向盘转角输入的路径跟踪优化函数,实现局部避撞路径跟踪。最后搭建了Carsim/Matlab联合仿真平台,对被控车辆在不同路面、不同车速情况下的避障路径规划和跟踪效果进行了仿真。结果表明:上层控制器能根据障碍物信息实时规划局部避撞路径,下层控制器能控制车辆平滑、稳定地跟踪参考路径,从而实现车辆的主动避撞功能。 展开更多
关键词 智能车辆 分层控制 主动避撞 路径规划 路径跟踪
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改进A星算法移动机器人路径规划 预览
11
作者 宋宇 王志明 《长春工业大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第2期138-141,共4页
采用粒子群算法搜索每个栅格内的最优点坐标,将传统A星算法的搜索角度任意化。仿真表明,改进A星算法得到的路径缩短了4%,平均转折角度减小了54%。
关键词 路径规划 A星算法 最短路
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改进人工鱼群算法的机器人路径规划及跟踪 预览
12
作者 陈军章 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第4期251-255,共5页
为了使移动机器人在已知环境中规划出最优路径并对路径进行跟踪,提出了基于改进人工鱼群算法的机器人路径规划方法和PID跟踪方法。使用栅格法建立了环境模型;分析了传统人工鱼群算法原理,对算法的视觉范围、移动步长、可行走区域进行了... 为了使移动机器人在已知环境中规划出最优路径并对路径进行跟踪,提出了基于改进人工鱼群算法的机器人路径规划方法和PID跟踪方法。使用栅格法建立了环境模型;分析了传统人工鱼群算法原理,对算法的视觉范围、移动步长、可行走区域进行了重新定义,使之能够适用于栅格环境;提出了加权平均视觉范围和自适应拥挤度因子,兼顾了算法前期大范围搜索和后期细致搜索;使用改进人工鱼群算法优化PID控制参数;经实验,相比于传统算法,改进算法规划出的路径长度减少了11.4%,改进算法优化的PID参数在超调量、上升时间、震荡次数等方面优势明显。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 改进人工鱼群算法 路径跟踪
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基于自由曲面有向Voronoi区域划分算法的机器人加工刀轴低摆振路径规划 预览
13
作者 施群 吕雷 +1 位作者 谢家骏 陶佳安 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1093-1100,共8页
针对自由曲面刀具路径规划中,刀轴摆动带来的振动影响加工质量的问题,提出有向Voronoi区域划分算法。基于该算法实现了刀轴运动优化的复杂自由曲面的区域划分,并光顺连接区域之间和区域内部的刀具路径,得到曲面整体实际可加工的刀具路... 针对自由曲面刀具路径规划中,刀轴摆动带来的振动影响加工质量的问题,提出有向Voronoi区域划分算法。基于该算法实现了刀轴运动优化的复杂自由曲面的区域划分,并光顺连接区域之间和区域内部的刀具路径,得到曲面整体实际可加工的刀具路径。应用该算法与UG不同路径规划的刀轴矢量变化进行了对比实验,结果显示刀轴矢量变化均值和累计值减少了30%,方差降低了近60,从而验证了该方法的刀轴矢量变化明显小于传统的对整个加工曲面的路径规划,可减小加工过程中的机械振动和冲击,保证加工刀轴姿态的稳定性,从而提高加工精度,减小对加工设备寿命的影响。利用工业机器人完成铣削实验,进一步验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 工业机器人 有向Voronoi区域划分 自由曲面加工 路径规划 加工振动抑制 空间环切路径
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改进蚁群算法在AUV三维路径规划中的研究 预览
14
作者 张楠楠 姜文刚 窦刚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第11期265-270,共6页
针对自主式水下机器人海底地形环境中的三维避障最优路径问题,提出了一种适用于全局路径规划的改进蚁群算法。结合实际情况提出了一种简单有效的三维海底环境建模方案。为了改善基本蚁群算法在实际应用中的不足,根据全局信息设计了启发... 针对自主式水下机器人海底地形环境中的三维避障最优路径问题,提出了一种适用于全局路径规划的改进蚁群算法。结合实际情况提出了一种简单有效的三维海底环境建模方案。为了改善基本蚁群算法在实际应用中的不足,根据全局信息设计了启发函数,同时采用局部和全局结合的信息素更新方式,克服算法收敛速度慢、容易陷入局部最优的缺点,提高了算法的全局寻优能力。将路径的长度和路径的光滑度同时作为评价函数,减少路径的消耗,使算法更具备实际工程意义。在大尺度海底环境下仿真验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 自主式水下机器人 路径规划 蚁群算法 启发函数 路径消耗
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基于进化势场模型的无人艇路径规划算法 预览
15
作者 陈卓 茅云生 +3 位作者 宋利飞 董早鹏 杨鑫 房新楠 《武汉理工大学学报:交通科学与工程版》 2019年第1期113-117,124共6页
人工势场法广泛地应用于无人艇的路径规划问题,但传统势场模型下所规划的路径并不具有最优性,无法满足无人艇的实际规划要求.针对此问题,文中提出了一种基于进化势场模型的无人艇路径规划算法.在势场模型中,引入势场路径评价方程和微分... 人工势场法广泛地应用于无人艇的路径规划问题,但传统势场模型下所规划的路径并不具有最优性,无法满足无人艇的实际规划要求.针对此问题,文中提出了一种基于进化势场模型的无人艇路径规划算法.在势场模型中,引入势场路径评价方程和微分进化算法,以实现对势场模型的评估和优化;同时考虑到无人艇的最大转向角约束,提出平滑算法对势场路径进行二次优化.仿真结果验证了算法的有效性和可靠性. 展开更多
关键词 无人艇 路径规划 势场模型 微分进化算法 路径最优化 最大转向角约束
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基于路径预测人工势场法的自动跟随小车路径规划 预览
16
作者 张化锴 张曦文 王清礼 《计算机测量与控制》 2019年第1期237-240,共4页
针对自动跟随小车实际工作环境下目标点和障碍物具有可移动特征,在传统人工势场法的基础上提出一种具有动态路径预测功能的路径规划方法;通过实时采集和计算小车、目标点和障碍物的距离、运动速度和方向,预测未来三者之间可能的位置关系... 针对自动跟随小车实际工作环境下目标点和障碍物具有可移动特征,在传统人工势场法的基础上提出一种具有动态路径预测功能的路径规划方法;通过实时采集和计算小车、目标点和障碍物的距离、运动速度和方向,预测未来三者之间可能的位置关系;根据目标点预测结果采用人工势场法确定接近目标点路径,根据预测的障碍点运行轨迹确定绕过障碍点的路径;将基于路径预测人工势场法与传统人工势场法进行仿真对比,结果表明该方法在跟随效率和避障能力上具有显著的提高。 展开更多
关键词 自动跟随 人工势场法 路径规划 路径预测
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一种基于改进蚁群优化算法的载人潜水器全局路径规划 预览
17
作者 史先鹏 解方宇 张波涛 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第3期86-94,共9页
基础蚁群优化算法在解决复杂障碍环境下的载人潜水器路径规划问题时,易过早收敛于局部最优解,信息素挥发系数的设置过于依靠经验,路径规划结果受概率影响大且不稳定。为此,提出了一种改进蚁群算法用于解决载人潜水器的全局路径规划问题... 基础蚁群优化算法在解决复杂障碍环境下的载人潜水器路径规划问题时,易过早收敛于局部最优解,信息素挥发系数的设置过于依靠经验,路径规划结果受概率影响大且不稳定。为此,提出了一种改进蚁群算法用于解决载人潜水器的全局路径规划问题。该算法提出“路径延伸块”的概念。算法前期采用动态更新信息素参数的蚁群优化算法进行简单迭代计算获得原始路径,并对原始路径进行栅格延伸以得到“路径延伸块”;后期在路径延伸块中再次使用蚁群算法或其他寻优算法(Dijkstra算法)寻找最优路径。改进的算法与基础蚁群优化算法相比,算法效率及稳定性更高,不易收敛于局部最优解,能更好地适应U型槽环境和复杂障碍环境。 展开更多
关键词 载人潜水器 路径规划 蚁群优化算法 DIJKSTRA算法 最优路径 算法效率 局部最优 信息素
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基于改进RRT-connect的四旋翼无人机避障轨迹规划算法 预览
18
作者 李成雷 贺继林 +1 位作者 邓宇 敖小乐 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第5期136-139,共4页
针对四旋翼无人机在低空复杂环境自主巡航所需的航迹规划问题,提出了一种基于快速搜索随机树(RRT-connect)的改进型算法。根据四旋翼无人机的微分平坦特性,合理设计了规划空间;引入转角约束和路径修剪方法,在保证规划实时性的基础上使... 针对四旋翼无人机在低空复杂环境自主巡航所需的航迹规划问题,提出了一种基于快速搜索随机树(RRT-connect)的改进型算法。根据四旋翼无人机的微分平坦特性,合理设计了规划空间;引入转角约束和路径修剪方法,在保证规划实时性的基础上使所规划路径的平均长度缩短了19%;通过B样条函数对路径进行平滑处理,使生成的轨迹具有二阶几何连续性,同时能避免与障碍物区域发生碰撞。经多次重复对比试验,证实了提出算法的有效性、优越性和稳定性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 路径规划 路径平滑 快速搜索随机树 B样条曲线
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变概率双向RRT改进路径规划算法 预览
19
作者 胡浍冕 《电子科技》 2019年第6期16-21,共6页
针对RRT算法收敛速度慢、路径不规则的问题,基于双向RRT算法和概率搜索策略,提出了一种变概率策略下的双向RRT搜索优化算法。该算法根据搜索节点的不同周边状态,采用不同的概率策略扩展目标点,使搜索算法能够在空旷场景下向目标点快速生... 针对RRT算法收敛速度慢、路径不规则的问题,基于双向RRT算法和概率搜索策略,提出了一种变概率策略下的双向RRT搜索优化算法。该算法根据搜索节点的不同周边状态,采用不同的概率策略扩展目标点,使搜索算法能够在空旷场景下向目标点快速生成,同时避免了路径陷入局部最小值的问题。在完成初次路径搜索后,根据路径节点位置优化不规则路线,减少小车行驶过程中的拐弯次数和总路径长度。在仿真中进行了多场景重复试验测试,仿真结果表明,改进后的算法在搜索速度和路径长度上有明显改善。 展开更多
关键词 智能车 路径规划 双向RRT 概率搜索 收敛速度 路径不规则
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基于改进蚁群算法的无人机三维路径规划研究 预览
20
作者 焦阳 《舰船电子工程》 2019年第3期41-45,共5页
针对无人机在飞行过程中易受复杂环境与地形信息、确定的和不确定的威胁区等因素影响的情况,为保障无人机的飞行安全,对无人机的路径规划问题进行研究。首先通过栅格化的方法对无人机的飞行环境进行三维建模,并以最短路径为目标,提出一... 针对无人机在飞行过程中易受复杂环境与地形信息、确定的和不确定的威胁区等因素影响的情况,为保障无人机的飞行安全,对无人机的路径规划问题进行研究。首先通过栅格化的方法对无人机的飞行环境进行三维建模,并以最短路径为目标,提出一种改进信息素更新规则的蚁群算法,为无人规划出一条安全、最优的飞行路径。最后,采用仿真的方式进行验证,结果表明,与传统算法相比该算法规划出的飞行路径更优,运算时间更短。 展开更多
关键词 路径规划 蚁群算法 三维规划 无人机
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