基于拓扑结构的自重构模块化机器人重构策略的研究

为实现模块化机器人的高效控制与对接,在基于有向图的图论拓扑描述和连接矩阵的数学拓扑描述基础上,提出了一种新型的自重构机器人模块拓扑描述综合矩阵,它能准确的表达了机器人模块的连接方式和转角状态信息;利用综合矩阵可以找到构型的根节点,并以根节点为起点利用DFS(Depth-First-Search)得到初始构型与目标构型新的综合矩阵.并对两矩阵进行对比进而得出同构部分与重构部分.按照重构策略仅对重构部分进行重构得到目标构型.减少了参与重构的模块的数量并提高了重构效率,最后利用webots软件对模块化机器人进行仿真来验证重构策略的有效性和可行性.     

自重构机器人系统自修复的拓扑空间及运动规则描述

针对一种新颖的同构式模块化自重构机器人系统,研究了一种基于图论的数学描述方法,以表示每个模块的空间位置及连接状态,进而表达全局拓扑结构;受有限状态机的启发,分析了自重构机器人系统模块的基本运动,提出了该网格型自重构模块化机器人的模块运动规则,为研究自修复算法提供了理论基础.     

自重构机器人空间重构规划策略研究

本文基于链式自重构机器人提出了一种无标号、分布式的空间重构规划策略,研究自重构机器人的构型表达和空间重构运动.首先对自重构机器人进行了拓扑的描述,然后建立坐标系,描述整个机器人的空间状态,将重构理论从构型重构拓展到空间运动规划,来处理未知非结构环境下全局检测、控制与定位问题.最后介绍了重构规划的方法,并通过Webots对五个模块的自重构机器人系统变形进行仿真,证明了上述方法的有效性和可行性.     

自重构模块化机器人系统的空间状态及运动的研究

设计了一种新颖的同构式模块化自重构机器人系统,研究了该系统的空间状态,提出了一种基于图论的有序定点图以及特征向量矩阵法,该法能准确地描述单个模块在整个系统中的状态以及自重构机器人系统模块之间的空间拓扑连接关系．在此基础上,总结了自重构机器人模块的运动规则及描述方法,并给出了一个6模块自重构机器人系统的变形仿真例子,证明上述方法的可行性．     

可重构机器人多模块组合越障研究

针对一种具有独立运动自由度的新型模块化可重构机器人,利用对偶四元数描述其各个模块空间位姿.对偶四元描述机器人重构前后的各模块位姿信息,相对齐次坐标矩阵在数学形式上更为简洁统一,方便获取模块之间转角状态、连接面关系及连接方位关系等信息.以多个模块机器人攀越台阶障碍为例,应用对偶四元数描述方法分析该机器人越障过程中各模块空间姿态、越障高度,结合电机选型与重心位置得出该组合构型越障的最大高度.仿真实验验证了对偶四元数描述方法在分析模块化可重构机器人空间位姿中的实用性与所提出的组合越障方法的可行性.     

基于几何特征的自重构模块机器人自修复算法

基于网格型的自重构模块机器人,研究了一种基于几何特征分布式自重构机器人的自修复算法.它用广度和深度优先算法搜索有效的运动路径,将故障模块转移到系统构型边界处释放,并用备用模块取代.分析了该算法实现任意位置故障模块的自修复过程,并优化了自修复过程中的模块运动路径.仿真结果表明,对于三维网格型的自重构机器人,该自修复算法是可行和有效的.     

模块化自重构机器人最优构形拓扑转换

定义了模块化自重构机器人构形拓扑转换的基本概念,分析总结了最优构形拓扑转换的规律,并采用遗传算法对构形拓扑转换进行优化.结果显示,构形拓扑转换过程中的连接变化操作次数被有效地降低,提高了模块化自重构机器人自重构的效率.     

自重构机器人模块结构及其拓扑关系研究

构建了一种新颖的、点阵晶格型自重构机器人的基本模块，它由1个中心体及6个旋转面组成，中心体内由相互正交的六个锥形齿轮组成机械传动结构，完成1个电机驱动6个旋转面转动的功能，并给出了电机及模块结构性能参数；研究了该类自重构机器人模块间的空间运动原理；基于该机器人基本模块的特点，提出了一种面面映射矩阵(face-face incidence matrix-FFIM)方法，它能准确地描述不同动态模块间的拓扑关系，并给出一个5模块自重构机器人系统变形例子及其自重构过程中模块之间拓扑关系的变换矩阵来证明该方法的有效性.     

基于形体分析的零件尺寸自动标注

采用面向对象的方法建立零件尺寸信息模型,描述面向尺寸标注的零件数据,进而给出了零件尺寸自动标注算法,以及尺寸标注知识的表达方法.详细讨论了算法中基于零件拓扑结构与特征成形等的形体分析,图元尺寸自动生成与特征关联尺寸及冗余尺寸等的识别优化,以及基于特征包围盒的尺寸布局等关键步骤的实现.设计开发了零件尺寸自动标注系统,通过在航空发动机涡轮盘等零件工程制图中的应用,证明该方法能够高效生成准确性高、符合规范且排列整齐的零件尺寸.     

模块化自重构机器人关键技术综述及研究展望

近年来，模块化自重构机器人因其构型复杂多样、运动模式丰富多变、目标构型可重构等特性而备受关注。通过对模块化自重构机器人关键技术的文献进行归纳，对现有的模块化自重构机器人关键技术进行了全面总结。首先，介绍了模块化自重构机器人的结构特点以及拓扑结构，重点分析了3种拓扑结构的优缺点以及发展趋势；其次，对自重构机器人现有的关键技术进行了综述，重点关注了模块化自重构机器人3种不同连接结构的物理原理和基本结构、机器人模块的重构算法以及重构过程的快速性3方面技术，分析总结了其优缺点以及发展现状；最后，针对自重构机器人空间在轨、抢险救灾两项任务的发展前景进行了展望，并提出未来的研究重点：1）探索连结结构的强刚度和轻质量的兼具方法，高效快速完成机器人重构过程；2）作业过程中，重构算法的高容错性和低耗能发展；3）将实时数据与所建立的动力学模型进行有机结合，对机器人进行人工调整，提高机器人的作业效率。     

道路网络中最短路径的算法与实现

最短路径算法是地理信息科学与计算机科学等领域的研究热点。本文从网络分析的理论基础及拓扑性质出发，提出了一种适于最短路径算法的空间数据组织方式。结合道路网络的特点，在构造邻接结点矩阵来表达网络结构的基础上，运用优化的迪杰斯特拉(Dijkstra)最短路径算法，在电子地图环境下实现了道路网络中任意两结点间最短路径的快速解算与刷新。     

遥感分类图在高精度栅格矢量转换中的应用

随着遥感的发展,遥感数据逐渐成为地理信息系统重要的数据源。而栅格数据不能满足GIS中进行空间分析的要求,因此栅格数据的矢量化在GIS和RS集成中具有十分重要的意义。在总结前人算法的基础上,提出了改进的栅格数据矢量化方法。根据4个相邻栅格像元的异同关系来提取拐点和交点。并且根据提取点的类型自动建立连接关系,进而自动生成弧段和多边形,实现栅格数据快速有效地的矢量化。     

一种基于Dijkstra的海量空间数据最短路径算法

为了解决海量空间数据的快速网络分析,在分析Dijkstra算法缺点的基础上,提出并详细介绍了一种基于Dijkstra算法的优化算法-邻接结点算法,该算法充分利用了网络拓扑信息中的弧段的连接关系,避免了使用含有大量无穷值的关联矩阵,结果表明:该优化算法可以节约大量的内存,适合海量数据的网络分析.实践证明,该算法对于结点数比较大的网络具有较好的适用性.     

一种基于SNMP的以太网拓扑自动发现算法

提出一种新的基于SNMP的拓扑自动发现算法，该算法能够实现以太网内部的交换机、主机互联的拓扑自动发现。从而降低基于以太网变换技术的园区网的网络管理难度。以太网是当前园区网所使用的主要网络技术，利用以太网交换机划分网段并实现网内互联。以太网通信使用交换技术，数据交换双方依据MAC地址识别。在一个以太网内，每一台交换机都存储着网络内所有活动主机的MAC地址。利用SNMP协议能够获取交换机中MAC地址表数据，利用笔者所述算法处理这些数据能够实现以太网内部交换机、主机拓扑结构的自动发现。由于SNMP和MIB被各厂商所接受，因此笔者提出的算法具有通用性。     

域间路由错误管理

域间路由是支持因特网的运行关键技术。研究了对域间路由错误管理。错误管理将根据在域间连接上采集路由交互信息构造自治系统级的拓扑结构图 ,通过与实际拓扑结构比较 ,进行错误判别和定位 ,并提供错误恢复所需信息。定义了自治系统、边界路由器、路由和连接等这些域间路由中的基本对象 ,描述了它们之间的关系 ,形式化地定义了自治系统级网络拓扑图。在此基础上提出了拓扑图的构造算法、错误判别算法和错误定位算法 ,并分析了各种算法的复杂性。以应用于实践的“在线智能 BGP- 4分析仪”为例 ,说明了上述理论算法在实际中的具体应用和效果。该文的理论研究在路由协议的测试和网络管理工作中的指导作用     

校园网设备综合管理信息系统的构建

介绍了一种基于Web、并结合C/S结构实现的校园网设备管理信息系统的构建方法。该系统以建立校园网中设备实体的编码体系为基础，全面记录所有网络设备的基本信息，并能自动生成网络设备连接拓扑图。网管技术人员能够通过拓扑图界面，全面管理网络设备的基本信息、连接信息和故障维修信息。普通网络用户可以随时报告设备故障和按权限查询设备信息。本系统在校园网管理应用中取得了良好的效果。     

移动无线传感器网络中空间复用性分析

网络拓扑结构是上层算法的基础,对无线传感器网络性能起着决定性作用.针对动态无线传感器网络拓扑结构的变化造成的空间复用问题进行了论述,量化描述了移动无线传感器网络空间复用率,并在此基础上提出了移动无线传感器网络连接拓扑的特征.研究结果对设计移动无线传感器网络MAC层协议具有重要的参考价值.     

基于WMN的空间接入网络骨干拓扑构造技术

针对空间接入网络在网络拓扑动态变化、传输延迟大等情况下的快速路由问题,提出了基于拓扑构造技术的快速路由方法;空间接入网络通过多跳无线中继接入空间核心网络,根据空间接入点运动可预测的特点,提出基于无线网状网（WMN：Wireless Mesh Networks ）的空间接入网络结构;通过空间接入网络WMN的结构分析,设计了移动骨干拓扑构造算法。该算法只对骨干节点进行泛洪传播,从而减少了控制和路由数据包的数量,能快速构造路由信息,提高了路由建立的效率。     

基于虚拟真实拓扑结构宇宙算法的图像分解研究

针对图像分解中的问题,提出基于虚拟真实拓扑结构宇宙算法。首先确定宇宙群和宇宙个体,基于虚拟真实拓扑结构整个宇宙在动态变化交换信息,建立虚拟拓扑结构使原来的真实拓扑结构即刻失效;接着基于小生境混沌对宇宙进化,整体宇宙不是一个群变化,而是群与群之间信息变化,通过游离状态下,形成新的宇宙群,通过欧式距离防止宇宙个体将向边界转移形成宇宙爆炸;最后给出了图像分解算法流程。实验仿真显示本文算法分解彻底,信噪比较高。     

采用遗传网络算法实现非线性系统的神经网络控制

提出一种对于非线性系统遗传算法的神经网络控制模型 ,并给出了新的神经网络训练模型 .该模型的主要优点是 ,优化网络连接权重 ,优化网络拓扑结构