考虑液氧泄漏的改进A*算法及其应用

针对国内工厂液氧泄漏事故频发,工人紧急处理不得当以及逃离路线不安全问题,提出了一种更注重安全和效率的改进A~*算法并将其嵌入到应急演练系统中。通过在启发函数中加入权重因子和方向因素使得A~*算法能更好地应用于复杂地址中,同时根据风险模型的计算对路点进行安全距离的判断从而保证了寻路路线的安全性。对比实验结果表明:在标准A~*算法获得的路径中较多路点处于液氧泄漏危险区里;仅修改启发函数的A~*改进算法获得的路点数小于第一组实验所获得的路点数且更快地向目标点靠近,但仍有较多路点处于危险区域;既修改启发函数又考虑风险模型的改进A~*算法所获得的路点均处于液氧泄漏危险区域以外。由此可知,改进A~*算法较标准A~*算法获得的路径更加安全,同时更快地向目标点收敛。     

基于改进A~*算法的地图游戏寻径研究

【目的】对A~*算法进行研究和改进优化,以提高基于A~*算法的地图游戏寻径效率。【方法】使用最小二叉堆和标记数组两种混合数据结构优化OPEN表的存储和遍历,用夹角余弦值作为新的启发信息,减少搜索过程中对非最有节点的考察量,通过仿真实验对标准A~*算法、改进A~*算法地图寻径进行数据对比分析。【结果】综合地提高了路径搜索的效率。【结论】通过对A~*算法进行改进优化,有效提高了基于A~*算法的地图游戏寻径效率。     

融合改进A~*算法和动态窗口法的全局动态路径规划

针对移动机器人路径规划全局最优、实时避障的需求,提出了一种融合改进A~*算法和动态窗口法的全局动态路径规划方法。首先,基于传统A~*算法,结合Manhattan和Euclidean距离,设计了一种优化的启发搜索函数;然后,利用关键点选取策略,剔除冗余路径点和不必要的转折点;最后,融合动态窗口法,构造了顾及全局最优路径的评价函数,基于该评价函数,应用动态窗口法,进行实时动态路径规划,在保证规划路径全局最优性的基础上,提高了平滑性及路径规划的局部避障能力。实验结果表明:与传统A~*算法相比,所提算法规划的路径更平滑,可实时动态避障,且能输出控制参数,这利于机器人的自动控制;与动态窗口法相比,所提算法能够保证规划路径的全局最优性,路径长度由28.879m缩短为22.285m。该研究对于移动机器人自主导航的应用具有重要的参考价值。     

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.     

基于A*扩展自适应蚁群算法的移动机器人路径规划

针对传统蚁群算法存在收敛速度慢、搜索效率低等问题,提出一种A~*扩展自适应蚁群算法.首先利用A~*算法在栅格环境下搜索初始路径,扩展初始路径构建优势区域,优化优势区域的初始信息素,避免蚁群算法在初期陷入盲目搜索;然后在转移概率中引入变向启发函数和参数自适应伪随机比例规则,提升算法搜索效率与收敛速度并淘汰劣质蚂蚁路径;最后采用B样条曲线对路径进行平滑.对比2种栅格环境下的仿真结果可知:所提出的算法能够有效地解决蚁群算法搜索效率低以及收敛速度过慢的问题,同时可以保证搜索路径的质量.     

基于并行搜索遗传算法的AGV自适应集群调度

针对现行自动导引车(AGV)系统研究中过分依赖匀速运动和忽略通信时长等模型理想化假设条件及转弯惩罚和拥堵惩罚因子等仿真修正参数的缺点,提出一种面向真实场景的自适应集群调度策略．首先分析了AGV集群系统的地理特征并得到运动约束,然后对于现行的A~*算法进行改进,实现加速计算．针对遗传算法适应性有待改善的问题,在融合A~*算法的基础上提出了基于动态适应度函数的改进遗传算法,所提出的方法不再须要针对新的环境修改遗传算法结构,只须将约束添加至A~*算法工作的地图中．给出了双向A~*算法下的多AGV调度的实验结果,分析表明：本研究的双向A~*算法在路径求解速度上有明显的优势,且能够适应不同数量的障碍,为AGV集群调度方法在真实作业场景中的开发应用提供了参考．     

基于启发式搜索算法的水面自主无人艇避障策略

针对水面自主无人艇静态路径规划全局最优的问题,以提高全局路径规划算法精度为目标,提出了一种基于改进启发函数的全局路径规划方法。该方法采用栅格法对已知环境地形图进行建模,基于A~*算法设计了一种新型的启发函数,通过改变导航控制器的增益系数来对路径进行优化。考虑到水面障碍物漂移作用对水面自主无人艇路径规划产生的影响,通过设置不同的障碍物形态、大小来模拟水面障碍物漂移作用产生的漂移增量。采用MATLAB仿真平台进行多次实验测试,测试结果证明了改进避障策略算法的可靠性。     

基于D*算法的农用履带机器人路径规划研究

针对传统A~*算法在路径规划中的不足,采用了一种实时性更强的D~*算法,与A~*算法不同的是,D~*算法的OPEN列表中包含了弧长代价递增的RAISE和弧长代价递减的LOWE两种状态类型。将传统A~*算法和D~*算法进行仿真试验对比,试验结果表明,D~*算法缩短了搜索长度和搜索时间且收敛速度快、计算量小。同时,在真实环境下进行了导航试验,结果表明机器人能稳定安全的按照规划路径到达目的点,验证了D~*算法的高效率性。     

基于改进的启发式蚂蚁算法求解最短路径

针对复杂环境中机器人路径规划问题,为了提高蚁群算法的寻优能力和收敛速度,基于A~*算法的距离评价函数,对算法中的启发式函数进行改进,提出一种启发式的蚂蚁算法,并对新算法进行仿真测试.结果表明:改进后的启发函数可以有效改善蚂蚁算法搜索的盲目性,解决了传统蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题.与传统蚂蚁算法相比,启发式蚂蚁算法在20×20网格下的相关系数提高了0.4722,40×40网格下的相关系数提高了0.226 5,说明改进算法的规划能力和收敛效率均有所提高,整体上优于传统蚂蚁算法.     

智能疏散系统导向标志计算及疏散路径仿真

为了解决大型综合建筑中智能疏散系统在火灾等突发情况发生时可根据复杂建筑结构规划出合理、安全的疏散路径问题,提出了一种基于改进A~*算法的多起点、多出口路径规划方法。通过增加转弯惩罚值,结合火灾影响区域实时信息和火灾中心点的距离改进了估价函数,进而计算出最优疏散路径。依据搜索出的最优路径调整三维楼层地图中各个导向标志方向,从而引导不同位置人员从最优路径疏散逃生。仿真实验结果表明,在计算多起点、多出口疏散路径时,改进A~*算法与传统Dijkstra算法和A~*算法相比,搜索方向更加明确,路径更加平滑,搜索效率更高,运行时间更短,并能结合火灾信息保证疏散路径的安全性。该算法在求解大型综合建筑火灾安全疏散路径方面具有很好的应用前景。     

资源受限最小赋权树形图的一种贪婪分解启发式算法

资源受限的最小赋权树形图问题(RMWA)是NP-难的,针对RMWA问题给出一种新的贪婪分解启发式算法.通过分解目标函数和约束条件,把RMWA模型分解成一个最小赋权树形图问题和n个独立的特殊背包问题.对这n个独立的特殊背包问题,设计贪婪算法求其解,其时间复杂度为O(nmlog2m);然后调整该解使其满足树形图的约束条件得到RMWA问题的一个可行解,该算法总的复杂度为O(nm2).最后,给出实例来阐述该贪婪分解启发式算法.     

量子可逆电路综合的启发式快速匹配算法

提出了基于Reed-Muller展开式,使用CNT量子门库,以量子门表达式为启发式规则进行前向模式匹配的量子可逆逻辑电路快速综合算法.与通常所用的穷尽搜索算法相比,该算法利用量子门表达式作为启发式规则进行匹配代换,避免盲目匹配,有效降低了匹配复杂度,减少匹配代换的数量.同时该算法不会出现穷尽搜索中因不能找到有效解而进行回溯的现象,能以较小的时间空间复杂度生成最优或近似最优的量子可逆电路,特别在多量子可逆逻辑电路综合上,能够表现出更好的性能.     

改进BARINEL算法的网络时延故障诊断方法

随着网络系统的规模和复杂性不断增加，网络系统不可避免地会出现不同类型的故障。本文提出了模糊逻辑扩展的改进BARINEL算法，实现网络延迟软故障诊断。为了解决求解诊断候选项的指数复杂度问题，设计了一种基于启发式函数的最小命中集方法，有效降低了求解中的计算复杂度。针对BARINEL算法对多值逻辑错误检测机制表达能力不足，提出了模糊逻辑的BARINEL算法，能更有效诊断出故障链路及故障点。实验结果表明，当网络中至少有20条可用路径条件下，所提出的新方法能够花费更少的代价正确识别出故障节点。     

A~*算法在游戏寻径中的应用

图搜索技术能够从图中寻找一条从起点到目标点的路径.围绕游戏寻径问题,介绍了如何确定启发式函数进行启发式搜索,并把A*算法用程序加以实现,从而证明A*算法可以解决游戏中的寻径问题.     

Exclusive-nor sum-of-sum逻辑及其最小化研究

对DRM(dual Reed-Muller)逻辑的非标准形表示形式和之同或和(exclusive-nor sum-of-sum,ENSOS)进行研究,并给出一种启发式的ENSOS逻辑最小化算法。该算法采用立方体覆盖表示ENSOS,对立方体迭代应用XNOR连接运算实现ENSOS逻辑的化简。为在算法结果质量与算法效率之间进行折中,该算法在进行立方体的XNOR连接时采用前瞻和回溯策略。使用基准函数进行验证的实验结果表明,所提出的算法能够获得更为精简的逻辑表达式。     

大型0—1目标规划的启发式算法

提出了一个０－１线性目标规划新的启发式算法,该算法以新的算法准则及评价标准,改进了旧算法中的系数限制,并能通用于任何０－１线性目标规划问题,特别能够有效地解决大规模０－１线性目标规划问题。     

启发搜索算法在运筹学中的应用

运筹学中的运输、指派问题具有广泛的应用性，启发式的搜索算法的核心问题是构造启发函数，用启发函数的思想去解决传统的运筹学问题，可以提高求解的效率。文中从启发式的搜索算法角度出发，介绍了如何构造启发函数，并用其解决运筹学中的运输与指派问题。     

结合启发式函数的随机运动规划方法

为有效解决位姿空间中存在狭窄通道的运动规划问题,提出一种结合启发式函数的随机运动规划方法。建立了人工势场函数,沿势场等势线方向的启发式函数避免了局部极小值问题。启发式函数与随机规划方法结合,能够引导机器人避过障碍物快速朝目标点运动。人工势场在局部极大值和最速下降方向方面的特殊性质进一步优化了算法。平面内机器人运动规划的实验表明,与原有单纯随机规划方法相比,这种结合启发式函数的随机运动规划方法在狭窄通道规划问题上性能有明显提高。     

带通行限制的加权A*算法及其数据库实现

当A*算法应用于带有通行限制的路网时,算法得到的最优解中含有不可通行的路段,而人们期望的搜索结果是可通行路段的集合。为找到符合限制条件的最优解,本文通过建立合适的数据库表结构,对 A*算法进行改进,实现了带通行限制的A*算法,并对启发函数进行加权,使算法能够根据存储在数据库中的限制条件扩展节点,减少算法遍历的节点数目,降低执行时间,达到搜索出符合条件的最短路径的目的。