基于DRL和自由步态的六足机器人运动规划研究

为提高六足机器人在非结构环境下的通过率和运动性能,提出一种基于DRL和自由步态规划器的多接触运动规划算法。自由步态规划器获取目标状态下可达落足点从而输出最优步态序列;利用DRL训练得到六足机器人在随机生成的梅花桩环境中的质心运动策略。为了保证机器人在运动过程中相邻状态之间的可达性,利用状态转移可行性模型对状态转移可行性进行判定,实现六足机器人在不同宽度沟壑梅花桩环境下的落脚点规划。仿真与样机实验表明：多接触运动规划算法能够让机器人快速平稳地从起点到达目标区域,并自动调整步态模式以应对不同环境下随机分布的梅花桩。     

基于遗传算法的相贯线扫描机器人轨迹规划

利用遗传算法(GA)建立了相贯线扫查冗余机器人能量最小优化的综合规划模型,给出了其随机搜索策略。该模型的目标函数综合考虑了机器人避障、末端轨迹精度、动力学约束与冗余度能量最小优化指标。利用Matlab平台上的GA仿真包进行了系统仿真,仿真结果在保证轨迹精度的条件下,逼近了机器人能量最小优化轨迹精确解,证明了该综合优化算法的有效性。     

移动货架系统多机器人“存-取货架”调度优化方法

近年来,机器人移动货架系统已成为我国智慧物流与智能仓储的重要发展方向,多机器人“存-取货架”调度优化问题是影响该系统运行效率的挑战性难题.本文以减少机器人总行驶距离为目标,对机器人“存货架”和“取货架”进行联合决策,构建了多机器人“存-取货架”调度优化模型.针对该问题具有决策耦合性、解空间巨大的难点,设计了限定宽度的动态规划算法获取初始解,并将所构建的整数规划模型嵌入自适应大邻域搜索启发式框架中,通过两种分解算子将原模型转化为较小规模的子模型,提出自适应数学规划启发式算法,能够快速生成近似最优的调度方案.数值实验表明,与分别优化“存货架”和“取货架”调度相比,本文的联合调度优化方法能够减少约60%的机器人总行驶距离;与实践中普遍应用且性能表现最好的就近指派规则对比,本文方法可降低10%至15%的机器人总行驶距离.本文结论可为指导企业的仓库布局与调度提供借鉴,对我国智能仓储的发展具有重要意义.     

具有不确定性产出库存系统的随机比较

研究离散时间、单类产品、周期盘点的具有不确定性产出和不确定性需求库存系统的优化与设计问题,主要目的在于分析产出和需求的可变性对系统最优策略和最优费用的影响.对于单周期情形利用随机序的性质我们给出了最优库存水平和最优费用的随机比较结果.对于多周期具有独立产出率和独立需求的库存系统,利用动态规划方法证明了在一定的条件下最优库存水平关于时间具有随机单调性;对于多周期具有相关产出率和相关需求的库存系统,给出了系统最优费用的随机比较结果.     

基于分离设计/集成优化的机器人步态规划

针对双足机器人步行问题，提出了一种基于分离设计／集成优化的步态规划方法。基于双足机器人的步行特征，实施多时空和多关节的任务分离，进而实现多时空关节的步态分离规划。进一步基于零力矩点理论，提出了一种综合机构修正和步态修正方法的步态规划集成优化策略。这种基于分离设计／集成优化的步态规划策略极大简化了复杂多关节双足机器人的规划过程，仿真研究表明了该方法的有效性。     

基于滚动窗口的移动机器人路径规划

借鉴预测控制滚动优化原理 ,研究了全局环境未知且存在动态障碍物情况下的移动机器人路径规划问题。提出的基于滚动窗口的移动机器人路径规划方法充分利用机器人实时测得的局部环境信息 ,并通过有效的场景预测 ,以滚动方式进行在线规划 ,结合了优化和反馈机制 ,具有计算量小、反应迅速的特点。大量仿真结果表明 ,该方法能很好地适应动态不确定环境。     

基于面向服务的通用任务规划仿真集成方法研究

采用基于Service oriented architecture(SOA)的集成框架实现了仿真环境中无人机系统的通用任务规划模块功能的集成.给出了具有系统之系统特点的多无人机综合仿真环境UAVSSE体系结构设计和多层次集成方法.将任务规划功能模决抽象为任务规划服务,基于Web Services技术实现通用的任务规划服务封装.利用注册、发现和绑定机制,任务规划功能能够动态地集成进仿真运行,并能为多架无人机和多个地面系统的仿真提供任务规划服务.通过综合仿真环境中的原型系统验证了相关技术,结果表明基于面向服务方法的任务规划集成能够为多UAV仿真环境提供有效的任务规划功能集成,弥补了HLA在构建动态"系统之系统"仿真中的不足,并能为未来的仿真系统和真实UAV一体化运行提供借鉴.     

网络环境下基于智能体的开放式多机器人系统

针对各种先进制造模式对多机器人系统开放性、灵活性的要求 ,利用智能体的思想 ,综合集中规划与分布规划、慎思智能体与反应智能体的优点 ,在网络环境下设计了由多个同构混合结构的智能体组成的动态集中规划的开放式多机器人系统 (distributedagent basedopenmulti robotsystem ,DAORS)。重点介绍了本系统中智能体的结构与特点、实现方法以及系统开放性与鲁棒性的体现     

基于激光传感器的动态拟合避障控制与仿真

考虑未知动态环境下机器人系统的运动规划问题,提出了一种避障规划策略.针对一类圆形动态障碍,机器人通过激光传感器采样获得障碍边缘,采用最小二乘法对障碍边缘进行拟合.经过多次估计动态中心位置和大小,获取障碍物的相对速度和方向.综合考虑机器人、动态障碍以及目标点间的相对关系,确定机器人的最优运动方向,以保证机器人安全运行和任务完成.在此基础上,进一步给出了多机器人系统在未知动态环境下的编队控制策略.所提出的避障控制策略通过仿真实验进行了验证.     

基于混沌粒子群优化算法的翼伞系统轨迹规划

研究灾难环境下翼伞空投机器人系统轨迹规划问题,基于简化的翼伞系统质点模型,采用混沌粒子群优化算法对翼伞系统归航轨迹进行寻优。该方法采用非均匀B样条技术实现最优控制规律的参数化,将翼伞系统轨迹规划的最优控制问题转换成参数优化问题,进而运用混沌粒子群优化算法进行寻优计算。轨迹规划的控制曲线是光滑的,利于电机对翼伞系统的操纵伞绳实施控制。仿真结果表明,该方法对翼伞系统的轨迹规划控制是有效的。     

毫米波辐射计目标检测仿真研究

毫米波辐射计是一种典型的无源微波探测系统,在遥感和制导中获得了广泛的应用。利用仿真软件对目标进行先期模拟检测是一种有效和经济的方法,本文着重介绍了毫米波辐射计目标检测仿真软件的建模思想和系统设计方案。根据毫米波辐射计的工作程序和运行环境,提出了目标检测仿真软件的设计方案并开发出相应的仿真软件。该仿真软件准确模拟了辐射计的运行状态、结构参数和工作环境,输出结果有利于硬件系统改进和优化。     

基于相关机会规划思想的模糊随机时间费用均衡模型

对于实际工程的管理者和决策者来说, 工程整体费用和工期之间如何达到均衡以及工程所处环境的不确定性是两个必须要面对和考虑的问题. 基于相关机会规划的思想, 针对随机性和模糊性并存的复杂不确定环境, 提出了一类时间费用均衡模型. 在建立的模型中, 以模糊随机变量来刻画工程所处的复杂不确定环境. 随后, 结合模糊随机模拟方法和遗传算法设计了一种混合智能算法, 用于求解该模型. 最后, 通过数值实验来验证所设计算法的有效性和稳定性.     

基于深度强化学习的机场货运业务优化研究

为了将智能Agent技术架构应用于机场货运业务的仿真模型开发,以机场货运资源优化为目标,提出了将深度强化学习与机场货运业务仿真模型结合的决策支持系统框架,用仿真数据实现对深度学习网络的训练,运用深度学习网络优化模型中的调度方案.训练成熟的系统采取在线模式,可以用于实时优化货运流程的调度方案.为了验证架构的有效性,在An...     

随机批量问题的两种新模型及其算法

研究随机需求下 ,单层多产品、资源能力受限的批量问题 .对资源能力确定的情形 ,给出机会约束规划模型 .对资源能力不确定的情形 ,基于执行计划的策略提出了一种随机环境下的期望值模型 .本文采用基于随机模拟的遗传算法求解上述两种模型 .通过对算例结果进行方差分析 ,研究各种模型参数和环境变量对目标费用的影响 .最后 ,对该问题的进一步研究工作进行了展望 .     

基于不确定规划的供应链网络设计模型与算法

利用不确定规划,根据决策者的要求,对供应链网络设计问题进行建模.并采用由随机模拟、模糊模拟以及遗传算法相结合的混合智能算法来求解,最后给出了生活中的实际例子来说明模型和算法的正确性和高效性.     

面向复杂电磁环境的体系作战仿真平台设计

战争模拟可划分为战略、战役、战术和技术4个层级。国内外现有战役战术级体系作战仿真平台无法驱动技术层电磁设备专用模型，导致其战场复杂电磁环境仿真逼真度受限。借鉴柔性分析建模与训练平台(flexible analysis modeling and exercise system,FLAMES)系统模型体系架构，基于离散事件仿真系统(a discrete event system simulator,ADEVS)引擎模拟库，设计开发了一套融合战役、战术和技术3个层级，支持系统、实体和组件三级独立仿真步长设置且动态可调的柔性作战仿真平台柔性作战仿真平台(flexible operation simulation,FOSim)。通过驱动技术层专用模型，该平台可将更细粒度电磁设备模型纳入体系作战仿真回路，从而在大规模的战役战术级体系作战仿真中实现高逼真度的复杂电磁环境生成和电磁环境影响效应模拟。     

求解整数规划的一种仿生类全局优化算法——模拟植物生长算法

针对整数规划全局优化问题所首次提出的模拟植物生长算法,是一种源于大自然的仿生类随机算法.该算法从植物的向光性特点出发,将整数规划的可行域作为植物的生长环境,根据各可行解目标函数的变化情况确定植物的生长信息(形态素浓度),进而模拟出向光源(全局最优解)迅速生长的植物生长动力学模型.经过对无约束和有约束两类具有多个全局最优解的非线性整数规划问题的具体求解,取得了满意的效果.     

面向对象的大气环境模拟空间信息系统

将面向对象方法引入大气污染模拟信息系统的设计中,建立了面向对象数据库,分析了对象模型和类库以及面向对象的实现.并以GIS为应用平台,以对象模型为基础使抽象的大气污染扩散和影响分析具有交互性和空间可视化,较好地解决了环境信息系统中的软件集成和实用性问题.     

基于虚拟现实环境的飞机显控系统软件仿真

出于三维化仿真飞机显控系统的需要,提出了一种基于虚拟现实环境的软件仿真方案。仿真软件通过采用虚拟面板创建显控系统的主要人机界面,利用Vega Prime虚拟现实开发环境和OpenGL动态纹理技术生成平显视场内的三维场景和动态画面,并运用多线程技术提高软件的实时性。仿真结果表明,该方案可以实现预定的功能,亦符合实时性要求。     

海战场环境实时红外视景仿真

海战场环境实时红外视景仿真已成为提高军事训练水平的重要手段,也是对装备进行性能评估的重要方法。简单介绍了红外视景仿真的发展现状,并依据视景仿真步骤重点对目标模拟和背景模拟进行具体研究;对如何提高实时性给出了具体思路,最后对红外视景生成结果进行分析。所仿真的红外视景符合实际情况,效果逼真,可以用于对装备的性能评估和战术应用研究。