A*算法与蚁群算法相结合的无人艇巡逻路径规划

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.     

改进蚁群算法在多目标下路径长度的研究

为解决蚁群算法规划时易陷入局部最优问题,提出一种适合多目标下全局路径规划的改进蚁群算法。将粒子群算法所得到的最优结果路径作为蚁群算法的初始信息素增强值,利用平均距离与当前距离比值和最优与最差路径正负反馈相结合来调节信息素更新策略,根据不同阶段中信息素挥发系数的影响将其动态划分来求解最优遍历顺序,得到最短路径长度。att48实例结果显示,相较于传统算法,改进算法在路径长度上缩短了6.76%,鲁棒性能提高了4.87%,证明了改进蚁群算法的有效性。     

基于LM法的光束法平差巡视器导航定位

光束法平差是一种通过高斯牛顿法进行最优估计的方法,在利用相机图像进行巡视器导航定位时起着重要的作用.为获得在缺少足够控制信息的月面环境下的高精度定位信息,提出一种利用列文伯格-马夸尔特算法(LM算法)代替高斯牛顿算法,进行图像光束法平差的巡视器导航定位方法.根据LM算法的核心思想和巡视器图像的构网特征,构建光束法平差模型,并给出了合适的阻尼策略和验后权估计方法.实验结果表明,基于LM算法的光束法平差巡视器导航定位,可以克服高斯牛顿算法适用性弱的缺点,具有较高的定位精度和理想的收敛速率.     

引入改进蝠鲼觅食优化算法的水下无人航行器三维路径规划

针对复杂环境下传统群体智能优化算法在求解水下无人航行器(UUV)路径规划的过程中存在路径搜索能力不足、易陷入局部最优等问题,提出了一种引入改进蝠鲼觅食优化算法的UUV三维路径规划方法。首先,根据UUV在水下航行时的实际环境,建立相关地形模型和威胁源模型;其次,对传统的蝠鲼觅食优化算法进行改进,相关改进包括在初始化过程中加入局部反向学习机制优化种群的位置,提高了种群的多样性;根据每次迭代后种群个体适应度的不同,改进蝠鲼翻滚觅食的翻滚因子S,由此实现一种自适应翻滚,有利于跳出局部最优;同时,在蝠鲼螺旋觅食过程中融合莱维飞行-柯西变异策略,扩大了搜索路径和种群搜索范围,提升了算法寻找全局最优的能力;最后,将改进的蝠鲼觅食优化算法引入到UUV的路径规划中,进行相应的实验模拟。实验结果表明：在地形1中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相比于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了32.49 km和23.88 km,航迹代价分别降低了9.68和4.04;在地形2中采用改进的蝠鲼觅食优化算法所规划的路径相较于灰狼算法和蝠鲼觅食优化算法分别降低了20.83 km和29.95 km,航迹代价分别降低了1...     

融合RRT-Connect和DWA算法的室内移动机器人单目标点导航任务研究

针对室内复杂环境下移动机器人单目标点导航问题,提出一种基于改进双向快速扩展随机树(RRTConnect)算法与改进动态窗口法(dynamic window approach,DWA)的单目标点导航算法。首先,结合人工势场法与RRT-Connect算法设计全局规划器,并引入范围限定函数及两棵双向RRT随机树进行扩展,优化采样和路径扩展过程,同时对全局规划器生成的路径进行平滑处理;然后,改进DWA中的评价函数,以目标点距离函数代替航向角函数以加快算法收敛并避免角度反复调整,同时实现机器人的高效动态避障;最后,以全局规划器的路径点为引导,对局部规划器进行融合以完成单目标点导航任务。研究结果表明：本文所提出的规划器能够实现机器人在复杂环境下的自主路径规划和避障;相比于其他方法,本文所提出的方法效率高,规划路径短。     

基于飞蛾火焰算法的AUV三维全局路径规划

针对存在静态地形障碍和不规则海流的复杂海洋环境下的自主水下航行器（autonomous underwater vehicle，AUV）全局路径规划问题，采用飞蛾火焰优化（moth-flame optimization，MFO）算法搜索获得能耗最优的无碰路径。首先，将搜索空间栅格化后随机生成一组满足避碰需求的初始路径作为初始飞蛾种群；然后，根据MFO算法更新飞蛾位置，实现AUV路径的自主规划；最后，结合AUV巡航能耗模型和静态海流分布模型作为适应度函数，迭代搜索得到最优路径。为验证方法的有效性和优越性，进行了一系列仿真试验。试验结果显示，该算法在AUV全局自主路径规划中的规划效果相较于传统蚁群算法的规划结果具有明显优势，所得路径平滑，且在不同环境中均表现出极佳的全局收敛能力。     

基于量子粒子群算法的无人水面艇路径规划

为了获得无人水面艇航行的最优路径，提高航行的安全性和航行路径的平滑度，提出一种基于量子粒子群优化的无人水面艇路径规划算法。首先，通过引入动态控制参数来提高该算法的寻优能力和搜索精度，并由测试函数验证其可行性；然后，在航行安全的前提下，以路径长度和路径平滑度为规划目标，在不同环境下对无人水面艇进行路径规划仿真实验。仿真结果表明，该算法在路径长度、路径平滑度及路径安全性方面表现较好，能找到全局最优路径。     

动态环境下利用Kinect的移动机器人增强路径规划

将最新的体感器Kinect用于实时感知动态环境中的障碍物和地形,辅助机器人在复杂动态环境中实现有效的路径规划任务。通过Kinect体感器产生的RGB图像和3D图像,来实时探测获取移动机器人的周边动态环境;同时利用基于遗传信赖域算法优化的改进人工势场的路径规划算法,解决了传统人工势场法中局部极小点以及目标不可达问题,并能有效提高算法的实时性,实现机器人在动态环境下优化的实时路径规划任务。最后建立实验系统,验证了所研究方法的有效性。     

基于遗传算法的AUV三维海底路径规划

研究AUV在三维海底地形环境中的路径规划问题。针对三维地形中路径的不同特点，将路径分为3种类型。设计了优化路径的遗传算法实现方案，所提出的惩罚函数及启发性知识的使用，使算法能灵活的得到具有不同特点的最优路径。仿真实验表明了该算法的可行性与可靠性，对AUV的安全航行具有重要的理论意义及应用参考价值。     

利用改进的粒子群算法的机器人全局路径规划

针对常规路径规划单纯追求路径最短、路径规划不灵活和实现复杂的缺点,提出了一种改进的移动机器人全局路径规划方法.该方法综合人工势场(APF)与粒子群优化算法(PSO)的优点,利用障碍物的排斥力生成路径的危险度地图(DDM),将路径长度与危险度的加权和作为PSO的适应度函数,获得了一条全局最优路径.该方法具有3个优点:粒子初始化及更新过程中会自动避开有障碍物的危险区域,规划出一条既安全相对长度又较短的路径;通过调整加权因子平衡长度与危险度在适应度函数中的比重,路径规划灵活;算法实现简单,收敛速度快,能满足移动机器人实时路径规划的要求.仿真结果证明了该算法的可行性和有效性.     

一种基于蚁群智能算法的航迹优化方法

航路规划是飞机地形回避系统的一个关键环节,是完成低空飞行任务的基础。针对飞机地形回避过程的航路规划技术进行研究,利用k均值算法对地形采样点进行聚类,建立地形障碍空间模型。运用狄克斯特拉算法进行初始航迹规划,然后利用蚁群智能算法对航迹进行优化,缩短整个航线的航程。通过仿真验证了方案的可行性和合理性。     

一种三维地形图重建技术的研究

提出在地形等高线航图基础上构造民航管制雷达地形图，相比马赛克法具有更大的灵活性和精确度，运用该技术实现了实时动态飞行航路剖面显示，让民航管制人员可以直观地观察飞行动态，从而有效地避免飞行撞地事故。     

水下地形匹配导航研究综述

地形辅助导航系统以地形高程特征为定位信息源,可为水下航行器提供有界的定位误差,并能显著地抑制捷联惯性导航系统的误差漂移。而地形匹配算法是地形辅助导航系统的关键技术,其输出的匹配位置可作为组合导航滤波器的观测值以修正导航参数,地形匹配精度直接决定了整个导航系统性能。本文首先概述了现有水下导航定位技术,然后阐述了地形辅助导航基本原理与组成,最后详细总结了国内外地形辅助导航系统和地形匹配算法的研究进展,为我国地形辅助导航系统的开发和研制提供有益参考和支撑。     

复杂地形条件下陆基导航覆盖范围计算及补盲规划

为精确计算高原复杂地形条件下各陆基导航设施对周边相关航线的信号最大覆盖范围,提出了顾及地球曲率、障碍物遮蔽、电磁波发射与接收端标高以及电磁波最大发射功率等综合因素影响的空间波最远传播距离计算模型.模型由障碍物遮蔽点判定算法和最远传播距离严密算法两部分构成,可实现高原复杂地形影响下的陆基导航电磁波信号最远传播距离的精确计...     

多传感器信息综合技术的飞行试验研究

研究了将多传感器容错控制和信息融合技术应用于无人直升机的自主飞行控制．基于飞行导航控制的先验知识，对DGPS、磁航向计、大气数据计算机等飞行导航传感器获取的飞行状态信息进行综合处理，实现了组合导航控制．通过飞行试验表明，多传感器的信息综合技术能够保证飞行控制系统工作的可靠性，实现超视距、高精确度自主飞行控制．     

PBN进近航线噪声敏感点规避降噪方法

降低机场航空噪声是促进机场发展的重要因素,随着基于性能的导航(PBN)实施的推进,这一新的导航方式为降噪提供了新方法。航空噪声是人的声量感受,机场周围人口较为集中的学校、医院、居民区等构成了航空噪声敏感点,进近航线避开这些噪声敏感点可以达到降噪的效果。根据飞机性能和飞行程序特点,通过确定飞机空间位置,构建了飞行架次-推力-距离(N-F-d)进近航线噪声敏感点规避计算模型;并进行噪声计算模型修正。选取LWECPN为噪声评价量,结合INM噪声评价软件对广州白云机场进行了降噪分析。分析结果表明,噪声敏感点的噪声值显著减小,噪声等值线的影响范围也明显缩小,降噪效果较好。     

地形特征匹配辅助导航方法研究

对传统的地形轮廓匹配辅助导航算法进行了如下改进：首先在景象匹配的基础上对飞行区域作出预测,其次利用实测高程度列和预测高程序列匹配,对飞行器进行实时定位和下一时刻的航迹预测;最后利用递堆和缩小匹配网格搜索范围等手段减少计算量。该方法提高了地形轮廓匹配的实时性和精度,增加了飞行器超低空飞行的可靠性和机动性。     

导航计算机模拟飞行仿真器设计

为解决某型飞机导航综合系统核心导航计算机地面静止情况下不能进行系统动态联试难题，采用带MCU的USB接口芯片和CPLD成功设计了基于USB接口的模拟飞行仿真器。该飞行仿真器解决了系统动态联试的难题，缩短了试验时间。     

基于恒星敏感器的组合导航技术在极地飞行保障中应用的仿真分析

在民航极地航线的快速发展背景下,针对民航客机极地飞行时存在的导航保障能力不足问题,提出了将基于恒星敏感器的天文导航系统(celestial navigation system,CNS)引入民航中,与现有机载惯导系统(inertial navigation system,INS)和全球卫星导航系统(global navi...     

基于A*算法的远程导弹三维航迹规划算法

提出了一种基于A*算法的三维航迹规划方法.该方法将远程导弹的运动学模型离散化,利用导弹过载作为控制量,并结合约束条件,直接对三维空间进行最优航迹搜索.航迹规划过程不仅结合了导弹的本身机动特性,并且充分利用地形信息进行地形回避和威胁回避.仿真实验表明,该方法能够直接规划出三维空间中满足导弹过载约束的最优航迹.