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运用三维Douglas-Peucker算法提取DEM地形特征 被引量：7
1
作者 朱雪坚 叶远智 汤国安 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2014年第3期118-121,共4页
三维Douglas-Peucker算法在三维数据压缩与地形特征提取方面具有显著优势。本文在现有算法的基础上,针对初始基准面、扫描方向选取等进行改进与优化处理,并以黄土高原的中山、丘陵及微丘3种不同地貌类型为试验样区,以国家1∶1万DEM数据... 三维Douglas-Peucker算法在三维数据压缩与地形特征提取方面具有显著优势。本文在现有算法的基础上,针对初始基准面、扫描方向选取等进行改进与优化处理,并以黄土高原的中山、丘陵及微丘3种不同地貌类型为试验样区,以国家1∶1万DEM数据为数据源,进行地形特征点地提取。分别从行、列、正反对角线等4个方向对DEM数据进行压缩和提取,试验结果表明,不同的初始基面和扫描方向,尤其是不同的扫描方向对最终的结果影响巨大,三维Douglas-Peucker算法具有明显的方向性。因此,将4个不同扫描方向的结果进行合并处理,能有效弥补各个扫描方向所遗漏的地形特征点,进一步完善了基于三维Douglas-Peucker算法的地形特征提取方法。 展开更多
关键词 DEM 三维douglas-peucker算法 地形特征
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一种改进的Douglas-Peucker数控加工轨迹压缩方法
2
作者 王品 王婧如 +2 位作者 张丽鹏 王森 荆东东 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第1期64-71,共8页
数控加工程序通常由计算机辅助制造系统生成,以微小直线段的形式“以直代曲”来指导数控机床进行直线插补运动.随着工艺复杂度和精度要求的提高,数控加工程序的数据量急剧增加,不仅增加了数据存储和传输的难度,而且会引起机床执行过程... 数控加工程序通常由计算机辅助制造系统生成,以微小直线段的形式“以直代曲”来指导数控机床进行直线插补运动.随着工艺复杂度和精度要求的提高,数控加工程序的数据量急剧增加,不仅增加了数据存储和传输的难度,而且会引起机床执行过程中速度的频繁调整.针对以上问题,提出了一种融合深度学习的改进Douglas-Peucker三维数控加工轨迹压缩方法,该方法通过引入曲率和距离容差度的超参数考虑了加工轨迹中数据点序列的几何特性,并通过深度神经网络模型动态地优化算法中的超参数,从而实现更高的压缩效率.此外,算法中利用了KD树结构优化误差计算,确保压缩后的数据能够在给定的公差范围内精确呈现原始数据的特性.实验表明,该算法可大幅减少数据量,并确保压缩后的数据准确呈现原始数据的特性. 展开更多
关键词 douglas-peucker算法 轨迹压缩 轮廓误差 深度神经网络 参数优化
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基于改进RRT^(*)算法的无人机三维航迹规划
3
作者 陈明强 周子杨 +2 位作者 张勇 解靖涛 刘俊杰 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第4期192-199,234,共9页
针对渐进最优快速随机树(RRT^(*))算法在求解无人机三维航迹规划的问题时会出现搜索效率低下、随机性较强与航迹曲折的问题,提出了一种基于改进RRT^(*)算法的无人机三维航迹规划方法。该算法将贪婪算法思想融入目标偏置策略,同时考虑目... 针对渐进最优快速随机树(RRT^(*))算法在求解无人机三维航迹规划的问题时会出现搜索效率低下、随机性较强与航迹曲折的问题,提出了一种基于改进RRT^(*)算法的无人机三维航迹规划方法。该算法将贪婪算法思想融入目标偏置策略,同时考虑目标点的引导搜索与环境的影响,将算法搜索过程中的采样范围约束在指向目标点的一定角度方向内,并根据环境动态调整方向,减少采样点的无效搜索;对障碍物引入人工势场法中的斥力场,根据斥力势能大小相应地改变步长长度,进一步提高搜索效率;对航迹过于冗长曲折的问题,进行剪枝优化与B样条曲线平滑处理以提高航迹的平滑性。通过Matlab仿真实验,验证了所提出的改进算法在不同环境中均能以较快的搜索速度得到更优的航迹。 展开更多
关键词 RRT^(*) 三维航迹规划 贪婪算法 斥力场 B样条曲线
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基于FrFT-OMP的圆迹SAR三维成像算法
4
作者 车俐 欧阳龙华 蒋留兵 《电光与控制》 北大核心 2025年第6期44-49,共6页
针对圆迹合成孔径雷达(SAR)传统成像算法分辨率受限且旁瓣较高、成像质量较低的缺点,提出了一种分数阶傅里叶变换(FrFT)和正交匹配追踪(OMP)算法相结合的圆迹SAR三维成像算法。首先,建立圆迹SAR的回波模型,在对成像算法进行优选后利用... 针对圆迹合成孔径雷达(SAR)传统成像算法分辨率受限且旁瓣较高、成像质量较低的缺点,提出了一种分数阶傅里叶变换(FrFT)和正交匹配追踪(OMP)算法相结合的圆迹SAR三维成像算法。首先,建立圆迹SAR的回波模型,在对成像算法进行优选后利用分数傅里叶域中线性调频(LFM)信号的能量集中特性,用FrFT进行脉冲压缩以提高距离向分辨率;之后,根据圆迹SAR信号的稀疏特点使用OMP算法对各距离单元信号进行方位角和俯仰角的估计,做到以少数据量实现高分辨成像。仿真结果表明,所提算法在距离维峰值旁瓣比上相比迭代自适应估计(IAA)算法降低14%,相比OMP算法降低13%;在角度维上相比IAA算法降低4%。 展开更多
关键词 圆迹合成孔径雷达 分数阶傅里叶变换 正交匹配追踪算法 三维成像
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求解无人机三维路径规划问题的动态多子群樽海鞘群算法
5
作者 巫光福 王小林 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5501-5514,共14页
无人机三维路径规划问题是在复杂三维环境中找到起点与终点之间最优路径的组合优化问题,但大多数路径规划算法难以在可接受的时间和精度范围内找到可行路径,因此提出了一种基于K-means++聚类优化的动态多子群樽海鞘群算法用于解决上述... 无人机三维路径规划问题是在复杂三维环境中找到起点与终点之间最优路径的组合优化问题,但大多数路径规划算法难以在可接受的时间和精度范围内找到可行路径,因此提出了一种基于K-means++聚类优化的动态多子群樽海鞘群算法用于解决上述问题。首先,在三维环境模型中结合高度成本提出新的成本函数,将路径规划问题转化为多维函数优化问题。其次,采用K-means++聚类算法对种群进行分群,并设计动态多子群机制均衡算法的全局搜索与局部开发;各子群结合多策略协同改进,在避免算法陷入局部最优的同时提高全局寻优能力。最后,在12个CEC2017基准测试函数中验证了该算法对比其他5种算法(ISSA、MSNSSA、IBSO、MBFPA、SSA)的性能后,将其应用于三维环境中对最优路径规划问题进行求解。在不同的环境模型下的仿真实验结果表明,该算法的平均有效路径率相较于其他5种算法分别提高了15.5%、11%、23%、20.5%和18%,这证实了该算法在复杂环境下具有优秀的寻优能力。 展开更多
关键词 三维路径规划 成本函数 樽海鞘群算法 K-means++聚类算法 动态多子群 协同改进
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基于改进人工蜂鸟算法的在线航空行李三维装箱 被引量：1
6
作者 杜文龙 罗福源 臧铁钢 《包装工程》 北大核心 2025年第3期179-185,共7页
目的当前航空托运行李大量依赖人工码放,而现有的三维装箱自动码放算法解决强异构行李装箱还存在空间利用率不高的问题,亟须进行算法改进研究。方法根据机场行李托运与码放实际需求进行数学建模,通过前置传感器提前获取一定数量托运行... 目的当前航空托运行李大量依赖人工码放,而现有的三维装箱自动码放算法解决强异构行李装箱还存在空间利用率不高的问题,亟须进行算法改进研究。方法根据机场行李托运与码放实际需求进行数学建模,通过前置传感器提前获取一定数量托运行李的尺寸、质量和装载顺序等信息,对行李的码放位姿进行优化调整,进而设计适应度函数并结合剩余空间启发式搜索原理对原有的人工蜂鸟算法(Artificial Hummingbird Algorithm,AHA)进行改进,形成一套更加有效的装箱策略。结果采用提出的算法对3×200件真实机场行李进行码放仿真计算,快速完成码垛计算,并将行李车的平均空间利用率提升9.3%。结论改进的算法计算时间短,空间利用率高,装载布局稳定性强,可为机场物流现代化与智能化提供有力支撑。 展开更多
关键词 航空托运行李 三维装箱 改进的人工蜂鸟算法 剩余空间
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基于加权DV-Hop算法的无线传感器物联网节点三维定位
7
作者 王显轩 刘炜 +1 位作者 陈洁萍 覃贵礼 《传感技术学报》 北大核心 2025年第6期1122-1126,共5页
为了更快、更准确地对无线传感器物联网节点展开定位,提出基于加权DV-Hop算法的无线传感器物联网节点三维定位的方法。采用DV-Hop算法计算无线传感器物联网节点每跳距离均值;利用加权因子和极大似然法对节点位置进行估算;并使用三维修... 为了更快、更准确地对无线传感器物联网节点展开定位,提出基于加权DV-Hop算法的无线传感器物联网节点三维定位的方法。采用DV-Hop算法计算无线传感器物联网节点每跳距离均值;利用加权因子和极大似然法对节点位置进行估算;并使用三维修正定位方法对估算的节点位置进行修正和优化,实现节点三维定位。实验结果表明,所提方法对于定位无线传感器物联网节点的平均定位误差低于0.25,归一化平均定位误差低于0.07,定位时间低于0.31 ms,定位的精度和效率较高,适用于无线传感器物联网节点定位。 展开更多
关键词 无线传感器 三维定位 加权DV-Hop算法 极大似然值 三维修正定位方法
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基于优化蚁群算法的露天矿无人矿卡绕跨并行类三维路径规划
8
作者 高明宇 鲍久圣 +5 位作者 阴妍 胡德平 张可琨 朱晨钟 王茂森 王凯 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期399-411,共13页
随着我国矿山智能化建设的不断推进,运输环节无人化已发展成为智慧矿山系统的重要组成部分。露天矿装卸载区等场景通常为非结构化作业区域,地形环境复杂且存在较多障碍物,无人矿卡作为露天矿物料运输的主要工具,由于其体型、载重大等特... 随着我国矿山智能化建设的不断推进,运输环节无人化已发展成为智慧矿山系统的重要组成部分。露天矿装卸载区等场景通常为非结构化作业区域,地形环境复杂且存在较多障碍物,无人矿卡作为露天矿物料运输的主要工具,由于其体型、载重大等特性,在该场景下的路径规划具有较大难度。针对无人矿卡在路径规划时绕行过多导致行驶效率低、路径质量差的问题,提出了一种基于优化蚁群算法的“类三维”路径规划方法,并通过仿真和试验验证了算法的有效性。首先,设计了一种基于激光点云的类三维地图构建方法,对滤波和配准后的有效点云数据进行栅格化处理并计算栅格高度,得到了包含障碍物高度信息的类三维地图。其次,以无人矿卡为研究对象,设计了一种三维碰撞检测方法,可在横向和纵向上分别判断障碍物与车体的冲突关系,并根据矿卡结构特征与道路工况制定了一种绕跨并行通行策略,直接跨越对车辆无威胁的障碍物,可在保证安全性的前提下有效提高矿卡的通行效率。然后,优化蚁群算法的初始信息素分布,提高算法的目标导向性,在改进信息素更新策略中考虑最优最差路径,以提高路径搜索的性能和效率;引入自适应多步长移动方式,并设计了一种引入跨障评价的多目标启发函数,仿真结果发现:优化后的蚁群算法在较少和较多障碍物场景搜索到的路径长度分别缩短了16.53%、16.79%,且路径拐点的减少有效提高了路径质量,使得算法生成的路径更符合实际需求。最后,通过搭建多障碍物场景模拟露天矿非结构化区域开展实车模拟试验,结果表明:搭载优化蚁群算法的无人矿卡试验车能跨越部分障碍物,在较少障碍物场景中的通行效率提升20.53%,在较多障碍物场景中的通行效率提升31.62%,且未与障碍物发生刮蹭。因此,所提出的基于优化蚁群算法的绕跨并行类三维路径规划方法可有效缩短路径长度,提高搜索效率与路径质量,在保证安全性的前提下充分发挥无人矿卡宽体高底盘特性。研究结果为露天矿卡无人驾驶技术开发及应用提供了理论参考。 展开更多
关键词 露天矿 无人矿卡 路径规划 类三维地图 优化蚁群算法
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基于任务均衡的双臂三维激光切割机分区算法研究与验证
9
作者 王靖 舒雷 +1 位作者 林毓培 段书凯 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期213-223,共11页
为了提高多切割头三维激光切割机的协同切割效率,提出了一种新的任务均衡分区算法。该算法在路径规划前对切割任务进行了预分区,预分区时综合考虑了待切孔大小和切割辅助耗时等因素,增强了分区的可靠性,在路径规划后依据耗时差值最小的... 为了提高多切割头三维激光切割机的协同切割效率,提出了一种新的任务均衡分区算法。该算法在路径规划前对切割任务进行了预分区,预分区时综合考虑了待切孔大小和切割辅助耗时等因素,增强了分区的可靠性,在路径规划后依据耗时差值最小的原则调整分区,实现了两分区耗时平衡和交错距离最小化。在采用遗传算法的路径规划中引入了位置约束,降低了切割头碰撞风险。将其与模糊C聚类法和KMeans聚类法共同应用于模拟的三维零件和实际生产的汽车车身零件的分区以及路径规划试验中,并以空行程长度、切割耗时和分区间隙为指标对比探究其优劣。结果表明:针对模拟的三维零件,任务均衡法在耗时差值和分区间隙方面均优于聚类法,在空行程长度方面较聚类法稳定性更好;针对实际生产的B柱零件,3种任务分区算法结果完全一致,效果均很好;针对实际生产的车门内板零件,任务均衡法在空行程方面优于聚类法,在耗时差值、最大耗时和分区间隙方面的优势更加明显。 展开更多
关键词 任务均衡 三维激光切割 分区算法 协同 路径规划
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融合相位测距与自适应LM的三维定位算法
10
作者 周宇 高鹏 +2 位作者 王杰 梁兴东 卜祥玺 《现代雷达》 北大核心 2025年第5期34-45,共12页
在卫星突发性故障、天气环境恶劣、星地信道环境恶化等情况时,全球导航卫星系统(GNSS)定位效果差,甚至失效,导致遥感平台绝对位置不准,对遥感测绘性能构成严重影响。对此,文中提出融合相位测距与自适应列文伯格-马夸尔特(LM)的三维相对... 在卫星突发性故障、天气环境恶劣、星地信道环境恶化等情况时,全球导航卫星系统(GNSS)定位效果差,甚至失效,导致遥感平台绝对位置不准,对遥感测绘性能构成严重影响。对此,文中提出融合相位测距与自适应列文伯格-马夸尔特(LM)的三维相对定位算法。该算法分为两步:在粗定位时,提出了Chirp信号相位测距法,提升了测距精度,改善了最小二乘算法框架下的粗定位精度;在精定位时,提出了自适应LM算法,提升了传统LM算法的收敛效果和定位精度。仿真结果表明,相较于传统的方法,文中方法能将遥感平台相对锚节点的三维定位精度提升2个数量级。由于锚节点的绝对位置已知,文中方法能在GNSS拒止条件下,进一步为遥感平台提供可靠的绝对位置信息,保证遥感平台测绘质量。 展开更多
关键词 CHIRP信号 相位测距 自适应LM算法 三维定位
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三维颌面对称参考平面智能构建的深度学习算法
11
作者 朱玉佳 沈华 +7 位作者 温奥楠 高梓翔 秦庆钊 单珅瑶 李文博 傅湘玲 赵一姣 王勇 《北京大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第1期113-120,共8页
目的:建立一种可实现三维颌面点云数据智能配准的本体-镜像关联深度学习算法,基于颌面动态图结构的配准网络(maxillofacial dynamic graph registration network,MDGR-Net)模型,实现三维颌面对称参考平面的自动化构建,以期为口腔临床数... 目的:建立一种可实现三维颌面点云数据智能配准的本体-镜像关联深度学习算法,基于颌面动态图结构的配准网络(maxillofacial dynamic graph registration network,MDGR-Net)模型,实现三维颌面对称参考平面的自动化构建,以期为口腔临床数字化设计与分析提供参考。方法:收集2018年10月至2022年10月就诊于北京大学口腔医院无显著颌面畸形临床患者400例,通过数据增强的方式获得2000例三维颌面数据用于MDGR-Net算法训练与测试,其中训练集1600例、验证集200例、内部测试集200例,MDGR-Net模型包含构造本体与镜像点云(X和Y)中关键点的特征向量,基于特征向量获取点云X和Y中关键点的对应关系,以及通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)计算旋转和平移矩阵R,t。基于MDGR-Net模型实现本体点云与镜像点云的智能配准,获得本体-镜像联合点云,并采用主成分分析(principal component analysis,PCA)算法获得MDGR-Net关联法对称参考平面。基于决定系数(coefficient of determination,R 2)指标对内部测试集平移及旋转矩阵进行模型评价,并对200例内部测试集与40例外部测试集临床数据,基于MDGR-Net关联法与“真值”迭代最近点(iterative closest point,ICP)关联法构建的三维颌面对称参考平面进行角度误差评价。结果:基于200例内部测试集三维颌面数据测试MDGR-Net旋转矩阵R 2为0.91,平移矩阵R^(2)为0.98。在内部与外部测试集上,角度误差平均值分别为0.84°±0.55°、0.58°±0.43°,临床构建40例三维颌面对称参考平面仅需3 s,在正畸骨性Ⅲ类、高角、安氏Ⅲ类错牙合畸形受试者表现最佳。结论:基于点云智能配准的MDGR-Net关联法为口腔临床三维颌面对称参考平面构建提供了新的解决方案,可显著提升诊疗效率和效果,降低专家依赖性。 展开更多
关键词 颌面部 对称参考平面 成像 三维 深度学习 算法
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基于自适应分段步长RRT-APF的水下机器人三维路径规划算法
12
作者 万程龙 周焕银 +3 位作者 刘凯伦 龚利文 周剑照 刘国权 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期31-37,共7页
针对传统快速搜索随机树算法(RRT)在水下机器人三维路径规划中存在随机性强、拐点过多、搜索时间长等问题,提出一种自适应分段步长RRT-APF融合算法。提出自适应分段步长RRT算法,通过增加目标采样概率和引入自适应分段步长机制,减弱随机... 针对传统快速搜索随机树算法(RRT)在水下机器人三维路径规划中存在随机性强、拐点过多、搜索时间长等问题,提出一种自适应分段步长RRT-APF融合算法。提出自适应分段步长RRT算法,通过增加目标采样概率和引入自适应分段步长机制,减弱随机性并减少采样次数及拐点数。将人工势场算法(APF)与改进的RRT算法相融合,利用APF算法的指向性增强RRT算法的目标导向性,提高搜索效率并缩短路径长度。通过仿真实验,在固定障碍物和随机障碍物环境下对水下机器人进行三维路径规划,以验证算法的性能。结果表明,与传统RRT算法相比,所提融合算法在三维路径规划中表现出更好的自适应性;在固定障碍物环境下,平均采样次数减少77.33%,拐点数减少92.66%,规划时间减少74.85%,路径长度减少5.26%;在随机障碍物环境下,平均采样次数减少84.42%,拐点数减少94.06%,规划时间减少74.00%,路径长度减少5.62%。 展开更多
关键词 水下机器人 三维路径规划 快速搜索随机树算法 自适应分段步长 人工势场算法
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基于维诺图的三维钻孔建模算法
13
作者 胡昕洋 王鹏飞 +3 位作者 曾琼 蒋鹏 辛士庆 屠长河 《图学学报》 北大核心 2025年第3期676-685,共10页
由三维地质建模方法得到的地质模型在各类工程领域中扮演着不可或缺的角色。现有的建模方法通常通过空间数据插值来划分地下不同岩性的区域,但此类方法在保持拓扑一致性方面存在挑战,限制了三维模型的可靠性和实用性。为了构造地质区域... 由三维地质建模方法得到的地质模型在各类工程领域中扮演着不可或缺的角色。现有的建模方法通常通过空间数据插值来划分地下不同岩性的区域,但此类方法在保持拓扑一致性方面存在挑战,限制了三维模型的可靠性和实用性。为了构造地质区域中的不连续结构,提出了一种基于维诺图方法自动生成三维地层界面模型的方法。首先将钻井数据离散成一系列散点,建立维诺图并提取出不同岩性区域的分界面,然后通过对分界面上的顶点建立线性系统并求解,来得到分界面的变形结果。此外,引入了空间变形控制算法,使得模型在表现地质层断层、褶皱等复杂构造特征时更为精确,从而提升了三维模型在实际应用中的表现能力。该方法解决了传统建模方法对于复杂地质构造会出现的建模拓扑错误问题,且具有较高的自动化程度和较强的鲁棒性。尤其在面对不规则数据集时,表现出了优异的适应性,极大减少了模型调整所需的人工干预。在实际工程数据上的实验表明,所建立的模型具有较好的地质合理性,并可重建出其他方法难以建模出的非流形结构。 展开更多
关键词 三维地质建模 钻孔 维诺图 网格变形算法 线性系统求解
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三维抛物方程模型海底边界处理与并行算法研究
14
作者 瞿宇轩 程兴华 +1 位作者 周晓兰 邹劭芬 《声学技术》 北大核心 2025年第2期181-188,共8页
构建一种迅速而准确的三维声场模型以满足实际海洋条件,始终是当前科学研究的重点目标。作为一种步进求解的手段,抛物方程近似的方法在已知初始地的声场后以间距为单位步进,最终能得到整个波导中的声场,这对于处理声场三维变化和声道水... 构建一种迅速而准确的三维声场模型以满足实际海洋条件,始终是当前科学研究的重点目标。作为一种步进求解的手段,抛物方程近似的方法在已知初始地的声场后以间距为单位步进,最终能得到整个波导中的声场,这对于处理声场三维变化和声道水平变化相关的场景是十分方便的。但相对地,三维空间中的计算复杂度和计算范围要远大于二维空间,这就严重制约了模型的计算精度和速度。为了提高现有抛物方程模型的计算精度和运算速度,文章对同时考虑距离、深度和水平方位角的水下声传播模型,即三维抛物方程模型进行了推导并分析其数学特性。同时通过在海底边界插入完全匹配层的方法,对模型进行了改进,提出一种计算精度更高的抛物方程模型。此外,为了减小三维声场计算的时间,文章研究改进了模型的可并行性,在FOR3D串行算法的基础上基于多线程的共享内存技术OpenMP开发了三维抛物方程模型的并行算法,并与普通吸收层在不同线程数下的运行时间进行对比。结果表明,基于完全匹配层模型的并行算法与原模型相比,无论是在加速比还是运算速度上都有很大的提高,具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 三维抛物方程 人工吸收层 完全匹配层 并行算法
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基于改进AKAZE算法的数控铣削刀具三维图像重建
15
作者 陈渊 王海雄 易怀安 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期68-72,共5页
为了对铣削加工刀具磨损进行精确在线检测,使用改进AKAZE算法对数控铣刀切削部位的特征进行提取与匹配,从而实现铣刀三维图像的重建。搭建铣刀三维图像重建系统,实现了图像的稀疏点云重建、密集点云重建、三角网格模型重建和纹理映射功... 为了对铣削加工刀具磨损进行精确在线检测,使用改进AKAZE算法对数控铣刀切削部位的特征进行提取与匹配,从而实现铣刀三维图像的重建。搭建铣刀三维图像重建系统,实现了图像的稀疏点云重建、密集点云重建、三角网格模型重建和纹理映射功能;分析特征匹配算法的主要思想和实现步骤,最后通过实验验证所提方法的可行性。结果表明:改进的CAKE算法提高了铣刀三维重建的效率,重建时间减少到1.15 s;与SIFT、SURF、AKZE算法相比,重建过程中稀疏点云的数量增加了8.3%、2%、13.7%,密集点云数量增加了11.8%、6.4%、17.7%,三角网格数增加了2.7%、1.7%和3.7%,模型质量相比其他算法明显提高。 展开更多
关键词 三维图像 特征提取 三维重建 AKAZE算法
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基于蜣螂和灰狼复合算法的无人机三维路径规划 被引量：1
16
作者 陈琦 王亚杰 +1 位作者 孙云飞 姜福宏 《电光与控制》 北大核心 2025年第6期8-15,共8页
为了解决复杂三维环境下的无人机路径规划问题,将传统的蜣螂优化(DBO)算法和灰狼优化(GWO)算法相结合,提出一种复合算法DBO-GWO。首先,该算法将混沌策略与准反射策略相结合生成初始种群,以充分探索解空间;其次,将蜣螂算法的觅食行为与... 为了解决复杂三维环境下的无人机路径规划问题,将传统的蜣螂优化(DBO)算法和灰狼优化(GWO)算法相结合,提出一种复合算法DBO-GWO。首先,该算法将混沌策略与准反射策略相结合生成初始种群,以充分探索解空间;其次,将蜣螂算法的觅食行为与灰狼算法的位置更新策略相结合,帮助种群摆脱局部最优,进一步改善算法的性能;最后,采用莱维飞行策略和动态权重系数改进算法,以提高算法后期种群的多样性以及平衡算法的探索能力和收敛速度。采用基准函数进行测试以及仿真实验,结果证明提出的改进算法在相同环境下收敛速度更快且生成路径更优,表明所提出的改进算法能够有效解决无人机的路径规划问题。 展开更多
关键词 三维路径规划 蜣螂优化算法 灰狼优化算法 位置更新策略
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改进A*算法在三维空间中无人机的航迹规划
17
作者 姚千 杨洁 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第3期143-147,151,共6页
为满足无人机在三维空间中的航迹规划,将原始A*算法的子节点搜索方式进行了改造处理,从原来的8个子节点变为26个子节点。试验发现,改造后的A*算法存在搜索时间长、子节点冗余等问题。为了提升算法的收敛速度,在此基础上,提出了方向索引... 为满足无人机在三维空间中的航迹规划,将原始A*算法的子节点搜索方式进行了改造处理,从原来的8个子节点变为26个子节点。试验发现,改造后的A*算法存在搜索时间长、子节点冗余等问题。为了提升算法的收敛速度,在此基础上,提出了方向索引的方法,通过优先收录目标点所在方向的区间节点,以达到压缩收录节点的数量,从而减少其计算量,并且引入贝塞尔曲线方法,对其输出的航迹进行了平滑处理,使其更符合实际的飞行要求。为验证方法的可行性,在MATLAB中,通过不同大小的栅格地图进行了多组对比试验。从试验的输出结果可以得出,优化后的A*算法速度提升了近55%,收录的节点数量减少近66%。 展开更多
关键词 航迹规划 三维A~*算法 方向索引 节点扩展 贝塞尔曲线
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基于改进蚁群算法的植保无人机三维航迹规划 被引量：1
18
作者 沈朝萍 张华 蔡鹏 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第2期113-119,共7页
针对当前许多基于二维地图的无人机航迹规划难以满足丘陵山地的植保需求,对经典蚁群算法进行改进与平滑处理,提出一种创新的三维航迹规划方法。优化初始信息素,加快蚁群初期收敛速度;改进启发式函数,确保航迹的合理性;引入精英蚁群更新... 针对当前许多基于二维地图的无人机航迹规划难以满足丘陵山地的植保需求,对经典蚁群算法进行改进与平滑处理,提出一种创新的三维航迹规划方法。优化初始信息素,加快蚁群初期收敛速度;改进启发式函数,确保航迹的合理性;引入精英蚁群更新策略,增强后续蚁群的探索能力;动态调整信息素更新机制,保证算法前期的强探索性并加快算法收敛速度。仿真试验表明,改进蚁群算法具有路径更短、能耗更低、航迹更平滑等优势,同时环境适应性良好。改进蚁群算法相比于经典蚁群算法和A*算法,航迹长度分别缩短40.86%和2.83%,无人机总能耗分别减少45.04%和12.13%,算法运行时间分别节约31.32%和8.86%;在有障碍的三维复杂环境中,验证改进蚁群算法的避障规划能力。 展开更多
关键词 植保无人机 改进蚁群算法 丘陵山地 三维航迹规划 避障
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改进霜冰优化算法用于无人机三维路径规划
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作者 汪家伟 付盛伟 黄海松 《电子测量技术》 北大核心 2025年第9期44-55,共12页
霜冰优化算法(RIME)是一种受霜冰自然生长过程启发的智能优化算法,通过软霜冰策略实现全局搜索,硬霜冰策略实现局部开发,具有较强的寻优能力。然而,RIME在应用中存在收敛速度较慢及易陷入局部最优的问题。为此,本文提出一种改进的霜冰... 霜冰优化算法(RIME)是一种受霜冰自然生长过程启发的智能优化算法,通过软霜冰策略实现全局搜索,硬霜冰策略实现局部开发,具有较强的寻优能力。然而,RIME在应用中存在收敛速度较慢及易陷入局部最优的问题。为此,本文提出一种改进的霜冰优化算法(IRIME)。首先,在算法的初期引入动态质心引导策略,显著提升了收敛速度;其次,在迭代后期融入改进的差分变异算子,有效降低算法陷入局部最优的风险;此外,设计了一种新的质心边界调整策略,通过深度挖掘种群信息,实现精度和效率的协同优化。基于CEC2017基准测试集的实验表明,IRIME在优化性能上优于PPSO、AGWO、HPHHO、RIME和SRIME。进一步将IRIME应用于无人机三维路径规划问题,结果显示其在解的质量、收敛稳定性和求解效率方面具有显著优势,为复杂工程优化问题提供了一种高效的解决方案。 展开更多
关键词 霜冰优化算法 差分变异算子 数值优化 无人机三维路路径规划
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基于改进的NSGA-Ⅱ算法的三维扇区自动划设 被引量：1
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作者 张盈斐 胡小兵 +1 位作者 周航 冯序增 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期413-422,共10页
针对人工划分空域扇区耗时长且难以比较不同扇区划分方案优劣的问题,提出改进的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ).以均衡管制员扇区内工作负荷和减少管制员扇区间工作负荷为目标,基于网格-区域块-扇区层级提出三维扇区划分多目标优化模... 针对人工划分空域扇区耗时长且难以比较不同扇区划分方案优劣的问题,提出改进的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ).以均衡管制员扇区内工作负荷和减少管制员扇区间工作负荷为目标,基于网格-区域块-扇区层级提出三维扇区划分多目标优化模型.为了提高种群的可行解数量、多样性及算法的解算速度,在NSGA-Ⅱ算法中引入适应度评估算子、变概率组合交叉算子和动态变异算子.对西安高空空域进行三维扇区自动划设的仿真模拟.结果表明,与实际划分构型相比,优化后的方案将扇区内工作负荷均衡性提高了37%,扇区间工作负荷减少了24%;与传统的加权多目标优化算法相比,基于改进的NSGA-Ⅱ算法得到的扇区划分方案可以为不同偏好的决策者提供更广泛的选择. 展开更多
关键词 空中交通管制 三维扇区划设 多目标优化 改进NSGA-Ⅱ算法 选择策略
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