室内移动机器人路径规划研究

路径规划是自主移动机器人的研究重点。针对传统的A*算法搜索出的路径存在途径危险区域,未考虑机器人外形尺寸、路径不平滑等问题,提出了一种改进A*算法的路径规划方法。在新的栅格化环境地图中,通过改进的搜索策略进行路径搜索;并对路径点删减和优化,通过分段多项式曲线平滑路径。实验仿真结果表明,新方法生成的路径满足移动机器人的动力学和运动学特性,且更符合室内移动机器人的轨迹跟踪和运动控制,该方法简单有效。     

果园移动机器人的全局最优路径规划研究

为了实现移动机器人在果园环境下自主行走,对果园移动机器人在复杂果园环境中的最优路径规划进行研究.首先,利用栅格法定义了移动机器人在栅格上的运动方向、障碍物及信息编码,模拟建立出果园的环境地图模型.然后分别编写Dijkstra算法、A*算法,对果园机器人进行全局最优路径规划.通过分析比较,得出A*算法所规划的最优路径更为方便,搜索效率更高,更加满足果园机器人的实际工作需求,提高其工作效率.     

基于GIS地图的移动机器人路径规划

针对移动机器人路径规划实现条件的限制,提出基于GIS (geographic information system)地图的移动机器人路径规划.该方法应用改进A*算法,较好地实现了移动机器人的最优路径规划.在任意给定的地图中,只要确定了机器人的起点和终点,就可以找到该机器人在实际工作环境中符合需求的路径规划轨迹.应用VC++编程进行实验,证明了该方法的有效性.     

基于改进A~*算法的室内移动机器人路径规划

针对移动机器人在室内定位的特点,在结构化环境下,开发了机器人路径规划系统。在阐述了全局地图构建方法基础上,根据移动机器人的实际运行环境采用栅格法构建了环境地图。利用A*算法进行初步路径规划,其不足之处是路径规划数据中包含了所有规划点的坐标,冗余点较多,且移动机器人无法在拐点处调整自身姿态。针对这些不足,提出了能够计算出拐点、旋转方向及旋转最小角度的A*路径规划改进算法并进行了实验。移动机器人定位实验结果表明:利用改进后的A*路径规划算法不仅简化了路径,而且在拐点处移动机器人能够调整自身姿态,可以较好地满足室内移动机器人全自主运动的要求。     

基于典型栅格地图的轮式移动机器人路径规划与跟踪

选取典型的家庭房屋平面结构图,通过一系列图像处理方法将其转换为路径规划能够使用的栅格地图。获取栅格地图后,采用概率路线图法对机器人的运行路线进行规划,将规划获取的路径设为机器人的期望路径,并利用纯追踪法对该路径进行跟踪。以自制的三轮全向移动机器人为例,对轨迹跟踪过程进行了计算仿真和实物测试,结果显示本方法可有效完成家用环境的轮式移动机器人路径规划与轨迹跟踪任务。     

基于粒子滤波的移动机器人SLAM算法

针对FastSLAM算法对传感器精度要求较高,不适用于方向性差的超声传感器问题,提出了一种基于超声概率栅格地图环境特征点提取匹配的移动机器人粒子滤波同时定位与地图创建(SLAM)算法.该算法可分解为机器人位姿估计和环境路标估计2个部分.基于蒙特卡罗定位原理利用粒子滤波算法对机器人运动轨迹进行估计;在建立全局超声概率栅格地图的基础上,利用概率栅格地图环境特征提取算法对环境路标坐标进行估计.实验证明,该算法较好地解决了超声测距传感器由于散射角大带来的特征点估计不准的问题,对环境路标和机器人轨迹的估计都比较准确.并对移动机器人累计误差进行了有效的补偿,减少了由于累积误差造成的移动机器人轨迹扭曲失真.     

一种巡检机器人智能路径规划方法

提出了一种在栅格地图上使用参数可调势场法进行避障的巡检机器人智能路径规划方法.地图采用Hector SLAM算法建立,然后在全局范围内指定目标点并使用变粒度栅格法进行全局路径规划.遇到障碍物时,则在局部小范围内使用参数可调的人工势场法来进行局部路径规划和避障.该方法能有效地提高全局路径规划的效率以及局部避障的准确性,实验验证了该方法的快速性与有效性.     

基于CM-Q学习的自主移动机器人局部路径规划

针对多障碍物未知环境下,自主移动机器人局部路径规划过程中出现的路径冗余和避障问题,提出了基于坐标匹配的Q学习算法(Coordinate Matching-Q learning算法,CM-Q算法)。首先建立自主移动机器人栅格地图运行环境;其次以Q学习算法探索和学习最佳状态-动作对,并利用坐标匹配的CM算法进行避障;最后在未知障碍物环境中进行路径规划,对所提出的算法进行验证。实验结果表明,运用该方法,自主移动机器人能在未知的简单和复杂障碍物环境下规划出一条最优或次优路径,完成避障和路径规划任务。     

移动机器人同时定位与建图室内导航地图研究

针对当前视觉同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)生成的点云地图不能满足路径规划和导航的需要,提出一种室内移动机器人的导航地图制备方法.首先,通过SLAM估计相机位姿,后端优化后生成室内场景的三维点云地图;其次,根据地面移动机器人的运动约束及结构特点分情况讨论,推导点云相对于地面的二维坐标,同时对点云进行地面与障碍的分离、截取与筛选;最后,根据栅格占据状况有序构建出导航地图.实验结果表明,基于点云坐标的障碍物截取准确度高于地面拟合截取方法,所建地图精度与完整度均高于传统方法.室内移动机器人能基于该地图进行路径规划与导航.     

基于A~*算法的移动机器人路径规划

路径规划是移动机器人关键技术之一,也是实现移动机器人自主导航的前提,研究移动机器人利用栅格法创建环境地图时,在其计算资源有限的情况下,比较利用迷宫八方向搜索思想实现最短路径规划的Dijkstra算法,提出采用基于栅格划归地图的A*算法能更快实现移动机器人的无碰最短路径规划,编制了仿真程序,给出了仿真结果,可以满足移动机器人实时路径规划的需要。     

基于医学图像的三维交互测量技术研究

三维测量技术在机器视觉、自动加工、工业检测以及生物医学等众多领域都具有重要意义和广阔的应用前景。但利用传统的测量方法,许多三维测量工作只能在基于面绘制的基础上进行表面点的测量,无法测量其内部结构组织。对此,提出了一种在体绘制基础上可对任意部位进行测量的方法;并以可视化类库VTK为基础,在Windows平台上,以VisualC++为开发工具,研究实现了一个三维医学模型测量系统。主要讨论了三维观察的具体过程和三维交互拾取技术,系统对诊断具有参考价值,为虚拟手术及远程医疗打下了良好的基础。     

D3D渲染2D精灵的几种方法及性能比较

从DirectX8．0开始，微软已经放弃了DirectDraw组件。也就是说。从Direetx8．0开始，2D渲染的方式应该采用Direct3D组件来完成。通常情况下，使用D3D泣染2D的基本方式可以分为以下三种：（1）使ID3DXSprite接口渲染,（2）建立正交投影矩阵，为每一个待渲染的精灵创建顶点缓冲来渲染,（3）建立正交投影矩阵，为所有精灵建立一个比较大的顶点缓冲池作批处理渲染。本文将对这三种方法的实现方式进行探讨，并通过测试比较这三种方法的性能差异。     

基于Cult3D技术的虚拟化学实验室的构建设计

根据网络化学虚拟实验室的功能要求提出实验室系统的整体开发设计,并以一个虚拟化学实验为例,重点阐述其中基于Cult3D的虚拟实验设计方案。     

Web3D技术在多媒体教学中的应用

多媒体技术是计算机教育应用的热点领域，在现代教育中扮演着越来越重要的角色。而Web3D技术作为虚拟现实技术的一种实现形式，为虚拟现实技术走进课堂，走近学生，提供了广阔的发展平台。本文从多媒体教学中存在的实际问题出发，设计制作了基于X3D标记语言的3D多媒体课件，为Web3D技术在多媒体教学中的运用寻找到了一条新途径。     

基于ArcEngine三维地形分析和可视化

基于ESRI公司提供的二次开发工具ArcEngine和C#编程语言,阐述了三维GIS的理论、方法及过程,实现了GIS数据的三维显示以及部分三维分析功能。     

利用Java3D装载器装载X3D文件的一种实现方法

根据当前3D技术的现状,分析了目前大多数3D技术普遍存在的不能在一种3D格式下调用另一种已有3D图形文件,因而效率不高的问题。基于该问题,对Java3D技术及其Java3D装载器组件进行了介绍。并以Java3D装载器装载目前较为流行的X3D文件为例,给出了解决该问题的一种具体实现方法。     

浅谈基于GIS系统的虚拟现实技术

地理信息系统（GIS）技术已经被大量应用于资源管理、环境监测、城市规划、土地管理及交通、水利、林业等领域,但GIS技术的发展还远没有止境。人们已经不满足于传统的二维（2D）GIS软件平台,取而代之的是空间的、立体的三维GIS。但由于3D-GIS包括第三个坐标以及从平面到立体的换算,所以增加了大量的存储量和额外的数据量。因而时至今日,真正的3D-GIS软件还很少。本文一方面介绍了3D-GIS的概念、特点以及发展现状;另一方面还介绍了国外主要三维GIS软件的结构和功能,并对3D-GIS的发展趋势做了科学的预测。     

基于三维地理环境的雷达网探测威力计算与实时空情态势显控

基于三维GIS引擎,利用高清卫星图片、高程数据、各种地图要素矢量数据等信息,构建了包含地形、地貌等信息的逼真三维地理环境,实现了高效、灵活的图上查询、量测、分析、标绘等功能.基于XDraw剖面可视域分析算法,实现了地形和电磁干扰条件下雷达三维探测威力范围和二维高度层切片的实时计算与显示.以实装指挥信息系统为数据源,根据雷达情报诸元参数确定出空情目标性质后,利用相应三维模型实现了目标的逼真显示,并基于线性拟合算法实现了动目标模型的平滑控制.开发实现了三维战场态势显控系统,验证了所提方案的有效性和良好的效果.     

基于3ds max三维建模思路的理论探讨

3ds max是目前世界上应用最广泛的三维建模软件之一,广泛应用于建筑设计、广告、三维游戏、科研、工业产品设计等领域。三维建模是三维世界的核心和基础。好的效果源于好的模型。我们知道,通常建立一个模型可以分别通过几种方法得到,但有优劣、繁简之分。本文就3ds max的三维建模的思路加以探讨,给出三维建模时的常规思想和方法,使我们减少弯路,节省时间和内存空间,尽可能又快又好的完成建模任务。     

基于SuperMap.Deskpro.Net三维建模及二、三维一体化的应用研究

分析了3DGIS的功能、研究内容以及缺陷.通过对3DGIS和2DGIS比较得出二、三维一体化的必要性.运用Supermap.Deskpro.Net建立三维场景,进行山体和城市三维建模、城市三维快速建模、二、三维一体化搡作、联动显示、属性修改、SQL查询等,研究二、三雏一体化的特点和优势,并对相关问题进行探讨.