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改进人工势场法的冗余机械臂避障算法 预览
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作者 曹博 毕树生 +2 位作者 郑晶翔 杨东升 黄国威 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期184-191,共8页
针对传统人工势场法应用于串联型冗余机械臂避障时无法约束各关节位姿、陷入局部极小后难以逃离的问题,提出一种改进人工势场法.建立冗余机械臂运动学模型,采用线段球体包络盒模型进行碰撞检测.在笛卡尔空间内建立末端引力势场和障碍物... 针对传统人工势场法应用于串联型冗余机械臂避障时无法约束各关节位姿、陷入局部极小后难以逃离的问题,提出一种改进人工势场法.建立冗余机械臂运动学模型,采用线段球体包络盒模型进行碰撞检测.在笛卡尔空间内建立末端引力势场和障碍物斥力势场,在关节空间内建立目标角度引力势场,所有势场共同作用引导机械臂运动.在关节空间内求解虚拟目标角度并采用高斯函数建立虚拟引力势场处理局部极小问题.利用七自由度冗余机械臂进行仿真和实验,结果表明:算法可约束各关节位姿,陷入局部极小后可引导机械臂逃离局部极小,最终完成避障;避障结束时各关节角度最大误差为0.8°,末端平均位置误差和平均姿态误差分别为0.010m和2.40°,均小于传统算法;避障过程中各关节运动幅度小于传统算法.改进算法可引导机械臂逃离局部极小并完成避障,同时提高避障结束时各关节及末端的定位精度,对冗余机械臂的避障研究及应用具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 冗余机械臂 人工势场法 局部极小 避障 运动规划 碰撞检测
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改进人工势场法的移动机器人路径规划 预览
2
作者 陈金鑫 董蛟 朱旭芳 《指挥控制与仿真》 2019年第3期116-121,共6页
针对传统人工势场法应用于移动机器人路径规划存在的局部极小等缺陷,提出了改进的人工势场模型:以四幅典型环境场景为例,分析了人工势场法中局部极小点问题的成因;引入斥力偏转模型,引导机器人在路径规划时避开局部极小点;引入斥力增益... 针对传统人工势场法应用于移动机器人路径规划存在的局部极小等缺陷,提出了改进的人工势场模型:以四幅典型环境场景为例,分析了人工势场法中局部极小点问题的成因;引入斥力偏转模型,引导机器人在路径规划时避开局部极小点;引入斥力增益系数函数,进一步优化路径规划中航向改变过大的问题;建立规划路径评价模型,对提出的改进人工势场模型下路径规划的优劣给出量化评价。该模型通过修正斥力方向,减小了规划路径的长度以及曲度,降低了对机器人机动性能的要求。仿真结果表明,该模型在解决部分局部极小问题的同时,提高了规划路径的质量,较好解决了静态环境下机器人的路径规划问题。 展开更多
关键词 人工势场法 局部极小 势场陷阱 斥力偏转 增益系数函数 路径量化评价
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基于虚拟障碍物法的无震荡航路规划 预览
3
作者 陈天德 黄炎焱 沈炜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期651-658,共8页
人工势场法作为路径规划的一种算法,凭借其解算得到的平滑航路,特别适用于不够灵活的移动机器人、智能体的路径规划。由于人工势场法自身不可避免地存在局部极小值以及算法执行不可避免的离散化,导致航路点解算可能会陷入局部极小值陷... 人工势场法作为路径规划的一种算法,凭借其解算得到的平滑航路,特别适用于不够灵活的移动机器人、智能体的路径规划。由于人工势场法自身不可避免地存在局部极小值以及算法执行不可避免的离散化,导致航路点解算可能会陷入局部极小值陷阱而进入死循环以及出现航路点震荡问题。针对局部极小值陷阱问题,提出改进型虚拟障碍物法;对虚拟障碍物位置的确定,引入了威胁区的概念,并提出了一个确定标准。针对航路点震荡问题,提出过滤震荡点法。仿真实验证明:改进型虚拟障碍物法能够有效地使陷入局部极小值陷阱的航路点解算,成功逃出陷阱;过滤震荡点法能够有效地消除震荡航路点,得到相对平滑的航路。 展开更多
关键词 人工势场法 局部极小值 虚拟障碍物 过滤震荡点 平滑路径
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基于局部优化的重心Voronoi图计算
4
作者 叶畋宇 王逸群 +1 位作者 严冬明 雍俊海 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期218-226,共9页
重心Voronoi图(centroidal Voronoi tessellation,CVT)是一个重要的几何结构,在地理信息系统,信号处理,网格生成/优化,可视化等领域有着重要应用。针对传统全局生成、优化的方法的不足,比如奇异点多、收敛速度较慢等问题,提出了生成优... 重心Voronoi图(centroidal Voronoi tessellation,CVT)是一个重要的几何结构,在地理信息系统,信号处理,网格生成/优化,可视化等领域有着重要应用。针对传统全局生成、优化的方法的不足,比如奇异点多、收敛速度较慢等问题,提出了生成优化与随机扰动两种局部优化方法,以及一个整合了层次生成、局部优化、蒙特卡罗优化的CVT生成算法框架。实验结果表明,相比于已有算法,本文方法在速度与质量上有综合的提升。 展开更多
关键词 重心Voronoi图 局部极小 优化 奇异点
一种遗传学习人工蜂群算法
5
作者 杜振鑫 韩德志 刘广钟 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2018年第7期1420-1425,共6页
在人工蜂群算法及其变种中,侦察蜂采用随机初始化的方法生成新食物源,容易造成前期计算资源的浪费和陷入局部最优解.解决这个问题的一个重要方法是引入新的操作算子,弥补算法的不足.最近提出的遗传学习算子(GL)是遗传算法(GA)的最... 在人工蜂群算法及其变种中,侦察蜂采用随机初始化的方法生成新食物源,容易造成前期计算资源的浪费和陷入局部最优解.解决这个问题的一个重要方法是引入新的操作算子,弥补算法的不足.最近提出的遗传学习算子(GL)是遗传算法(GA)的最新改进版本,较好的平衡了全局搜索能力与加速收敛之间的矛盾,对比GA具有较大优势,可以作为一个较好的选择.本文将GL算子引入到多种人工蜂群算法变种的侦察蜂阶段,通过有效组合多个优秀个体的信息产生更有希望的新实物源,防止算法早熟.通过在多个精英解上完成GL算子的交叉、变异与选择操作,新产生的食物源具有较高的多样性和较高的质量.在著名的CEC2014函数集上的实验结果表明,GL算子可以作为一种通用框架嵌入到多种最新提出的改进ABC算法中,显著提高这些算法的收敛速度与搜索精度. 展开更多
关键词 人工蜂群算法 遗传学习框架 初始化策略 局部最优解 收敛速度
改进人工势场法的移动机器人路径规划研究 预览 被引量:2
6
作者 粱献霞 刘朝英 +1 位作者 宋雪玲 张英坤 《计算机仿真》 北大核心 2018年第4期291-294,361共5页
摘要l在室内移动机器人路径规划研究中,人工势场法是其常用方法之一。针对传统人工势场法进行规划时,会出现局部极小点问题,分析由此导致路径规划失败的原因。在改进的势函数基础上,提出通过扇区划分的方法,在移动机器人陷入局部... 摘要l在室内移动机器人路径规划研究中,人工势场法是其常用方法之一。针对传统人工势场法进行规划时,会出现局部极小点问题,分析由此导致路径规划失败的原因。在改进的势函数基础上,提出通过扇区划分的方法,在移动机器人陷入局部极小点周围适当范围内增加虚拟障碍物,使其和原障碍物及目标点共同作用下对移动机器人产生作用力。这样,能够解决传统人工势场法中出现的局部极小点情况。最后,在MATLAB环境下进行仿真,其结果验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 人工势场法 局部极小点 扇区划分 虚拟障碍物
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一类非凸规划K-K-T点的性质及同伦方法收敛定理 预览
7
作者 孙文娟 申爱红 刘芳 《沈阳理工大学学报》 CAS 2017年第4期102-104,共3页
对于目标函数为凸的一类非凸规划,证明了其K-K-T点一定是局部极小点。在求解此类非凸规划时,基于可行域满足较法锥条件更弱的拟法锥、弱拟法锥等条件下,同伦方法得到的K-K-T点一定是局部极小点。对于一般非凸规划问题,证明了边界上的K-... 对于目标函数为凸的一类非凸规划,证明了其K-K-T点一定是局部极小点。在求解此类非凸规划时,基于可行域满足较法锥条件更弱的拟法锥、弱拟法锥等条件下,同伦方法得到的K-K-T点一定是局部极小点。对于一般非凸规划问题,证明了边界上的K-K-T点如果不是驻点,则一定是局部极小点。 展开更多
关键词 非凸规划 K-K-T点 同伦方法 局部极小
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基于改进人工势场法的机器人路径规划 预览 被引量:5
8
作者 马晓璐 张持健 +1 位作者 郑奎昂 邹鹏飞 《电子设计工程》 2017年第21期30-33,共4页
路径规划与识别作为智能机器人研究的最重要因素,具有重要的理论意义和实用价值。但传统的人工势场法在路径规划中存在目标不可达和局部最小值点的缺点,影响机器人到达目标点。针对其存在的缺点,本文采用改进的人工势场法进行路径规... 路径规划与识别作为智能机器人研究的最重要因素,具有重要的理论意义和实用价值。但传统的人工势场法在路径规划中存在目标不可达和局部最小值点的缺点,影响机器人到达目标点。针对其存在的缺点,本文采用改进的人工势场法进行路径规划,重新构建引力和斥力函数,引入运动因子,对结果进行仿真使机器人顺利跳出局部最小值点,且路径规划相对更短,有效的解决了复杂环境下机器人的避障不足,验证结果显示所提方法能够符合路径规划的要求。 展开更多
关键词 路径规划 人工势场法 局部最小值 机器人避障
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带无界非线性项的两点边值振荡问题 预览
9
作者 何勇 徐博 《四川师范大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2016年第3期369-372,共4页
假定非线性项为次线性的,利用Ekland变分原理证明非线性常微分分方程u″(t)+u(t)+f(t,u(t))=0存在无穷多解.
关键词 EKELAND变分原理 次线性 振荡 第一特征值 局部极小 极大极小法
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基于BP神经网络算法的仿真研究 预览 被引量:6
10
作者 陈斌 胡丽 +2 位作者 李昂 陈祥健 刘好武 《信息技术》 2016年第8期85-88,92共5页
BP神经网络,有着较好的函数拟合性,但仍存在着网络不收敛、陷入局部最小的风险和收敛速度慢的缺点。对这些缺点的克服,大量的科研工作者对此算法做了许多改进工作。文中利用输入向量与目标函数之间的关联,更新网络的权重值,针对网络收... BP神经网络,有着较好的函数拟合性,但仍存在着网络不收敛、陷入局部最小的风险和收敛速度慢的缺点。对这些缺点的克服,大量的科研工作者对此算法做了许多改进工作。文中利用输入向量与目标函数之间的关联,更新网络的权重值,针对网络收敛速度慢、陷入局部最小等风险,对BP算法进行了改进。且对已了解的BP神经网络的几种改进算法以某通信设备的故障诊断为实例一一进行实际训练验证,针对网络训练结果做了总结,对比各种改进方法的优劣,通过对比分析得出本文的算法改进效果明显,且故障诊断准确具有实际价值。 展开更多
关键词 BP神经网络 局部最小 算法改进 实际验证 故障诊断
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基于改进可变学习速率BP算法的短时交通流预测
11
作者 李晶 陈储培 +1 位作者 邓洪敏 马遥 《自动化与仪器仪表》 2016年第2期182-184,共3页
为了解决可变学习速率的BP神经网络(VLBP)在训练时容易陷入局部极小的问题,在VLBP的算法规则中引入模拟退火中的metropolis接受准则,使得在均方误差增量超过设定的界限值时,权值更新不总是被取消,而是以一定的概率被接受,构造了一种容... 为了解决可变学习速率的BP神经网络(VLBP)在训练时容易陷入局部极小的问题,在VLBP的算法规则中引入模拟退火中的metropolis接受准则,使得在均方误差增量超过设定的界限值时,权值更新不总是被取消,而是以一定的概率被接受,构造了一种容易跳出局部极小的VLBP神经网络(MVLBP)。运用MVLBP算法对短时交通流进行预测,仿真结果表明,MVLBP神经网络训练收敛速度更快,且有较好的预测精度。 展开更多
关键词 VLBP METROPOLIS准则 局部极小 短时交通流预测
基于改进目标函数的频率域全波形反演研究 预览
12
作者 廖文 杨艳 张东 《科技通报》 北大核心 2016年第4期1-5,共5页
频率域全波形反演计算高效、反演精度高,已成为地震勘探利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构的有力工具,但其对初始模型要求较高.针对该算法的不足之处,提出对算法中固定不变的目标函数进行改进,在反演过程中有针对... 频率域全波形反演计算高效、反演精度高,已成为地震勘探利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构的有力工具,但其对初始模型要求较高.针对该算法的不足之处,提出对算法中固定不变的目标函数进行改进,在反演过程中有针对性的调整目标函数,以降低方程组的不确定性,达到降低对初始模型依赖性的目的.实验表明,改进目标函数后的算法在初始模型较差时,相比常规算法仍能得到更高精度的反演结果. 展开更多
关键词 频率域全波形反演 初始模型 局部极小 目标函数
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一种带变异算子的PSO算法 预览 被引量:1
13
作者 余仁波 赵修平 孟凡磊 《舰船电子工程》 2016年第10期26-29,共4页
论文在基本PSO算法基础上,引入了遗传算法的变异算子.通过变异算子的控制函数,将PSO算法的训练过程分为前期和后期.在算法训练的前期,变异率取较大的值,以选择较多的粒子进行变异操作,目的是增强种群内部粒子的多样性,使得PSO算法能够... 论文在基本PSO算法基础上,引入了遗传算法的变异算子.通过变异算子的控制函数,将PSO算法的训练过程分为前期和后期.在算法训练的前期,变异率取较大的值,以选择较多的粒子进行变异操作,目的是增强种群内部粒子的多样性,使得PSO算法能够在解空间的较大范围内进行搜索, 以避免算法过早陷人局部最优解;在训练的后期,变异率取较小的值,以选择较少的粒子进行变异操作,目的是减弱种群内部粒子的多样性,使得PSO算法能够在解空间的较小范围内进行搜索,以提高算法的收敛精度.仿真研究表明,论文的算法具有较高的收敛精度,并且解决局部极小问题也相当成功. 展开更多
关键词 PSO算法 遗传算法 变异算子 控制函数 局部极小值
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A self-organized locator obtaining method driven by local minima 预览
14
作者 王永功 Xie Gaogang 《高技术通讯:英文版》 EI CAS 2015年第2期155-161,共7页
The scalability of routing architectures for large networks is one of the biggest challenges that the Internet faces today.Greedy routing,in which each node is assigned a locator used as a distance metric,recently rec... The scalability of routing architectures for large networks is one of the biggest challenges that the Internet faces today.Greedy routing,in which each node is assigned a locator used as a distance metric,recently received increased attention from researchers and is considered as a potential solution for scalable routing.In this paper,LMD—a local minimum driven method is proposed to compute the topology-based locator.To eliminate the negative effect of the ' quasi' greedy property—transfer routes longer than the shortest routes,a two-stage routing strategy is introduced,which combines the greedy routing with source routing.The greedy routing path discovered and compressed in the first stage is then used by the following source-routing stage.Through extensive evaluations,based on synthetic topologies as well as on a snapshot of the real Internet AS(autonomous system)topology,it is shown that LMD guarantees 100%delivery rate on large networks with low stretch. 展开更多
关键词 驱动方法 定位方法 局部极小 路由体系结构 自组织 可扩展性 大型网络 最短路线
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无约束全局优化问题的两种新的辅助函数法 被引量:1
15
作者 吴至友 傅欣欣 《重庆师范大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1-7,共7页
填充函数法、打洞函数法和平稳点函数法是目前比较常用的求解全局优化问题的辅助函数法。本文提出两种新的辅助函数法,用于求解一般非线性规划问题的全局最优解,它不仅结合了填充函数法和打洞函数法及其平稳点函数法的特点,同时又避... 填充函数法、打洞函数法和平稳点函数法是目前比较常用的求解全局优化问题的辅助函数法。本文提出两种新的辅助函数法,用于求解一般非线性规划问题的全局最优解,它不仅结合了填充函数法和打洞函数法及其平稳点函数法的特点,同时又避免了它们的一些缺点(每次求解填充函数、打洞函数和平稳点函数的局部极小点以后,还需要重新求解原问题的局部极小点),而新的辅助函数的局部极小点就是原问题的局部极小点,不需要再求原问题的局部极小点。 展开更多
关键词 全局优化问题 局部极小点 全局极小点 辅助函数
同伦方法求解一类非凸规划问题的新的收敛性定理 预览 被引量:1
16
作者 孙文娟 赵巍巍 《沈阳理工大学学报》 CAS 2014年第3期32-34,共3页
同伦方法求解非凸规划的收敛点只是问题的K-K-T点。对于目标函数为凸的一类非凸规划,得到了同伦方法求解的一个新的收敛性定理,证明了无论同伦映射是否为正则映射,同伦方法求得的K-K-T点一定是局部极小点。
关键词 非凸规划 同伦方法 K-K-T点 局部极小
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基于多行为融合的移动机器人路径规划方法 预览 被引量:3
17
作者 马家辰 张琦 +1 位作者 马立勇 谢玮 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期576-581,共6页
针对现有的移动机器人路径规划方法中存在的局部极小问题,提出了一种基于多行为融合的路径规划方法。该方法定义3种机器人的基本行为并通过各行为间的切换完成路径规划任务。其中,逃离局部极小行为利用尝试原则判断机器人是否落入局部... 针对现有的移动机器人路径规划方法中存在的局部极小问题,提出了一种基于多行为融合的路径规划方法。该方法定义3种机器人的基本行为并通过各行为间的切换完成路径规划任务。其中,逃离局部极小行为利用尝试原则判断机器人是否落入局部极小陷阱,之后使用角度补偿原则逃离使机器人陷入局部极小陷阱的障碍物。仿真结果和基于真实机器人平台的实验结果均证明本文方法较已有方法更具有可靠性以及适应性。 展开更多
关键词 多行为融合 局部极小 路径规划 移动机器人
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求无约束优化问题的无参数填充函数法 预览 被引量:2
18
作者 王开荣 冉慧 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第14期64-67,87共5页
填充函数作为求解优化问题的有效方法之一,以填充函数的基本思想为基础,构造了新的无参数填充函数,该函数形式简单,便于计算。分析了该函数的相关性质并设计了相应的算法,最后通过数值实验,结果表明提出的算法是可行的、有效的。
关键词 全局优化问题 无参数填充函数 局部极小点
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大规模机器人群体的分层编队控制算法 被引量:5
19
作者 陈世明 丁贤达 +1 位作者 化俞新 方华京 《华中科技大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期52-57,共6页
提出一种分层拓扑结构作为机器人群体在动态期望区域内的编队队形,并在此基础上设计一种基于分层拓扑的群体编队及避障控制器,邻域内各层层间机器人之间的通信是双向的.多机器人通过虚拟领导者的引导向动态期望区域内运动,并在邻居个体... 提出一种分层拓扑结构作为机器人群体在动态期望区域内的编队队形,并在此基础上设计一种基于分层拓扑的群体编队及避障控制器,邻域内各层层间机器人之间的通信是双向的.多机器人通过虚拟领导者的引导向动态期望区域内运动,并在邻居个体间的局部交互下形成期望编队控制队形,机器人群体速度达到一致,个体间距离稳定,从而实现编队和避碰.控制器中形状调节力用于调整和保持机器人群体队形,解决编队中因可能出现局部极小值而导致某些机器人死锁的问题.仿真实验表明了该算法是有效性的. 展开更多
关键词 多机器人 编队控制 虚拟领导者 分层拓扑 形状调节 局部极小值
利用改进人工势场法的智能车避障路径规划 被引量:2
20
作者 王凯 宋星秀 张一闻 《辽宁工程技术大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2014年第9期1236-1239,共4页
为解决智能车避障路径规划中采用人工势场法易陷入局部极小值的问题,采用改进的人工势场法进行智能车避障规划方法,通过调整势力场范围、改进斥力势函数和动态调整斥力场系数对人工势场法进行改进,解决陷入局部极小值的情况.研究结果表... 为解决智能车避障路径规划中采用人工势场法易陷入局部极小值的问题,采用改进的人工势场法进行智能车避障规划方法,通过调整势力场范围、改进斥力势函数和动态调整斥力场系数对人工势场法进行改进,解决陷入局部极小值的情况.研究结果表明:改进后的方法大大减小了智能车陷入局部极小值的概率,增加了避障的准确性.研究结论对提高复杂环境中智能车避障路径选择的准确性和实时性有重要意义. 展开更多
关键词 非结构化道路 人工势场 智能车 路径规划 局部极小值
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