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移动机器人用改进的双向A^(*)二次路径规划算法 被引量:2
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作者 李炯逸 李强 +2 位作者 张新闻 Zin Myo Htet 蔡永斌 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第2期498-507,共10页
针对传统A*算法存在规划路径与障碍物相交、规划的路径拐点多和搜索时间长等问题,提出了一种面向室内环境改进的双向A^(*)二次路径规划算法。通过对地图进行膨胀处理,解决了规划路径与障碍物相交的问题;通过引入新的启发函数和双向扩展... 针对传统A*算法存在规划路径与障碍物相交、规划的路径拐点多和搜索时间长等问题,提出了一种面向室内环境改进的双向A^(*)二次路径规划算法。通过对地图进行膨胀处理,解决了规划路径与障碍物相交的问题;通过引入新的启发函数和双向扩展等方法,提高了双向A^(*)算法的搜索速度和精度;引入转弯代价函数和自适应权重,减少了拐点数量;利用二次规划和二阶贝塞尔曲线对路径进行平滑处理,删除了允余节点和不符合实际移动的拐角。仿真结果表明:算法的搜索速度提高了55.7%,路径长度缩短了15.6%,拐点和拐角减小了31.6%和56.1%。 展开更多
关键词 评价函数 路径平滑 双向A^(*)算法 二次规划 路径规划 移动机器人
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基于双向搜索改进A^(*)算法的无人艇全局路径规划
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作者 梅梦磊 陈顺洪 +1 位作者 菅永坤 白立 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期97-102,共6页
为解决传统A^(*)算法搜索效率低、路径拐点多、贴近障碍物等问题,结合无人艇特性,提出一种改进A^(*)算法。首先,引入人工势场法对评价函数进行改进,考虑障碍物斥力场的影响,提高路径安全性;其次,通过改进节点遍历方式和双向搜索机制减... 为解决传统A^(*)算法搜索效率低、路径拐点多、贴近障碍物等问题,结合无人艇特性,提出一种改进A^(*)算法。首先,引入人工势场法对评价函数进行改进,考虑障碍物斥力场的影响,提高路径安全性;其次,通过改进节点遍历方式和双向搜索机制减少搜索节点,提高路径规划速度;最后,对生成路径进行二次优化,删除冗余节点,提升路径平滑性。仿真结果表明,开阔水域场景下改进A^(*)算法在安全性、路径长度、路径平滑性、规划速度方面均有较大提升;岛礁区场景下改进A^(*)算法虽然在路径长度上有所牺牲,但安全性、路径平滑性、规划速度方面具有明显优势。研究成果可为无人艇全局路径规划问题研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 路径规划 改进A^(*)算法 斥力场 双向搜索
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基于扇形领域扩展的同步双向A^(*)算法 被引量:15
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作者 陈万通 刁天茹 +1 位作者 贾吉庆 秦仕伟 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期118-122,127,共6页
为提高航空器飞行的安全性和平滑性,解决传统A^(*)算法拐弯角度过大、搜索路径节点过多等问题,提出一种基于扇形领域扩展的同步双向A^(*)搜索算法。首先,根据栅格图法扩展危险区域边界;其次,设计了基于同步双向搜索的A^(*)算法,动态定... 为提高航空器飞行的安全性和平滑性,解决传统A^(*)算法拐弯角度过大、搜索路径节点过多等问题,提出一种基于扇形领域扩展的同步双向A^(*)搜索算法。首先,根据栅格图法扩展危险区域边界;其次,设计了基于同步双向搜索的A^(*)算法,动态定义正反向搜索的目标节点。针对搜索角度有限问题,提出了在5×5领域内的扇形领域扩展策略,并设计了含有双重权重参数的评价函数以减少冗余点的产生。为验证改进算法的有效性,选取方形和不规则形状危险区进行仿真。结果表明改进的同步双向搜索算法搜索的路径更平滑;与传统双向A^(*)算法的结果相比,在不同形状的危险区域下,搜索路径长度分别减少了1.65%、13.16%,搜索路径节点个数减少了42.6%、46.81%,具有较强的搜索效率。 展开更多
关键词 路径规划 同步双向A^(*)算法 扇形领域扩展 双重权重
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改进双向A^(*)联合最优控制的无人农机轨迹规划
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作者 李钰 孙金林 +1 位作者 马莉 丁世宏 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第4期34-41,共8页
为了解决无人农机在复杂狭窄的非结构化环境下轨迹规划效率低且容易陷入局部解的问题,提出了一种改进双向A^(*)算法联合最优控制的方法。首先,引入方向导向搜索并改进启发式函数,加快双向A^(*)在大规模复杂环境中的路径规划速度,同时设... 为了解决无人农机在复杂狭窄的非结构化环境下轨迹规划效率低且容易陷入局部解的问题,提出了一种改进双向A^(*)算法联合最优控制的方法。首先,引入方向导向搜索并改进启发式函数,加快双向A^(*)在大规模复杂环境中的路径规划速度,同时设计路径平滑策略,减少路径拐点,提升参考路径的质量;接着,针对最优控制问题中避障约束的处理难度随障碍物密度增大而显著上升的问题,构建安全驾驶走廊,降低环境复杂度对计算效率的影响;最后,基于车辆非线性运动学模型制定惩罚迭代框架,逐步求解优化问题,提高轨迹规划成功率,获取全局最优或近似最优轨迹。在3种不同规模的地图仿真,结果表明,提出的改进双向A^(*)算法与A^(*)算法相比,规划时间和路径长度平均减少了48.0%和5.2%,路径也更平滑。在无人农机轨迹规划中,所提方法与改进Hybrid A^(*)算法、变体1和变体2相比,生成的轨迹代价分别减少了19.3%、5.4%和33.1%,轨迹质量具有明显的优势,为实际应用提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 双向A^(*)算法 路径规划 最优控制 无人农机
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基于双向A^(*)-APF算法的船舶路径规划研究 被引量:4
5
作者 孟凡齐 孙潇潇 +2 位作者 朱金善 梅斌 郑沛洁 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期506-515,共10页
为解决目前船舶路径规划算法中存在的全局非最优解和局部最优解等问题,在双向A^(*)算法的基础上加入了优化函数PathOptimization和IsClear,以去除冗余拐点,缩短全局路径距离;在人工势场法(artificial potential field,APF)的基础上,设... 为解决目前船舶路径规划算法中存在的全局非最优解和局部最优解等问题,在双向A^(*)算法的基础上加入了优化函数PathOptimization和IsClear,以去除冗余拐点,缩短全局路径距离;在人工势场法(artificial potential field,APF)的基础上,设定离散化步长函数、斥力感应阈值和临时终点,以避免局部最优解和震荡问题;实现两种算法的融合算法(双向A^(*)-APF算法),在MATLAB模拟的相同栅格图中,对比算法改进前后的模拟试验数据。结果表明,融合算法平均减少了50%的冗余拐点,平均减少了47.5%的算法搜索时间,平均缩短了7%的路径距离,能够同时安全规避动态障碍物和静态障碍物。研究表明,双向A^(*)-APF算法可用于解决船舶路径全局非最优解和局部最优解等问题。 展开更多
关键词 双向A^(*)算法 人工势场法 路径规划 融合算法
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基于改进双向A^(*)算法的软管线束自动布置方法 被引量:2
6
作者 乔凯 张宏涛 彭威 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第8期136-143,共8页
为了解决传统A^(*)算法在软管线束路径规划时搜索节点过多、折弯过大,以及难以满足多种布线约束等问题,提出一种基于改进双向A^(*)算法的软管线束自动布置方法。首先,为了满足管线两端的接口方向约束,采用双向搜索策略,动态定义正、反... 为了解决传统A^(*)算法在软管线束路径规划时搜索节点过多、折弯过大,以及难以满足多种布线约束等问题,提出一种基于改进双向A^(*)算法的软管线束自动布置方法。首先,为了满足管线两端的接口方向约束,采用双向搜索策略,动态定义正、反向搜索的目标节点;其次,引入双重权重参数优化评价函数并加入折弯代价,减少管线的拐点和折弯角度;然后,提出基于自适应步长的邻域搜索方法,并在搜索过程中设定父拐点和加入折弯角度限制约束,以提高搜索效率并满足管线最小弯曲半径要求;最后,针对搜索路径拐点较多和路径不平滑问题,提出基于节点过滤和B样条曲线插值的软管光顺方法。实验仿真表明,与传统A^(*)算法相比,所提方法规划出的管线路径拐点和搜索路径节点数都有较大减少,生成的软管路径光顺平滑,满足实际布线约束。 展开更多
关键词 软管线束 双向A^(*)算法 自动布线 邻域扩展 接口方向
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适用于铁路时间同步协议的双向身份认证方案
7
作者 兰丽 李佳康 白跳红 《信息安全研究》 CSCD 北大核心 2024年第12期1165-1171,共7页
针对铁路时间同步协议客户端认证缺失、关键消息明文传输等问题,提出一种更安全的双向身份认证方案,用于时间节点之间的认证和密钥建立.方案采用非对称加密机制和ECDH(elliptic curve Diffie-Hellman)算法安全协商共享密钥,运用主机当... 针对铁路时间同步协议客户端认证缺失、关键消息明文传输等问题,提出一种更安全的双向身份认证方案,用于时间节点之间的认证和密钥建立.方案采用非对称加密机制和ECDH(elliptic curve Diffie-Hellman)算法安全协商共享密钥,运用主机当前时间作为序列号抵抗重放攻击,由共享密钥和序列号产生的身份校验码完成双向身份认证.随后用共享密钥加密保护之后的关键消息,解决了关键消息明文传输的问题.该方案不仅解决了客户端认证缺失的问题,而且还具有前后向安全性.最后,采用BAN逻辑进行形式化验证,结果表明:该方法在安全性、认证开销方面较其他方法更优,能够满足铁路时间同步协议双向身份认证安全性和实时性的要求. 展开更多
关键词 铁路时间同步协议 ECDH密钥协商算法 身份校验码 双向身份认证 BAN逻辑
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基于融合A^(*)-蚁群优化算法的移动机器人全局优化 被引量:2
8
作者 方文凯 廖志高 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第7期77-84,共8页
针对传统蚁群算法在室内移动机器人全局路径规划中,存在的搜索效率低下、路径不够平滑、易陷入局部最优及死锁状况等问题,设计出一种融合改进A^(*)算法的双向搜索蚁群优化算法。首先利用改进A^(*)算法在栅格环境中快速收敛得到初始路径... 针对传统蚁群算法在室内移动机器人全局路径规划中,存在的搜索效率低下、路径不够平滑、易陷入局部最优及死锁状况等问题,设计出一种融合改进A^(*)算法的双向搜索蚁群优化算法。首先利用改进A^(*)算法在栅格环境中快速收敛得到初始路径,构建初始信息素矩阵,并引入障碍物因子来减少蚂蚁死锁状况的发生;其次设定双向搜索蚁群优化算法规则,并改进双向搜索中的启发函数模型,引入精英蚂蚁搜索策略和自适应信息素挥发因子策略;最后利用三阶贝塞尔曲线对路径进行平滑处理。通过Pycharm平台仿真结果表明,该算法融合了A^(*)算法全局搜索能力强及蚁群算法正反馈的特性,使得融合改进后算法比传统蚁群算法和麻雀算法在路径长度上优化12.85%和7.76%,搜索时间上优化38.17%和23.46%,迭代次数上优化67.71%和54.41%,全局路径优化效果较明显。 展开更多
关键词 移动机器人 A^(*)算法 蚁群算法 双向搜索路径 贝塞尔曲线
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基于改进双向A^*的移动机器人路径规划算法 被引量:26
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作者 王中玉 曾国辉 黄勃 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第11期141-143,147,共4页
针对双向A*(B-A*)算法在障碍物空间生成路径的过程中搜索过多无用区间且生成路径存在很多冗余点和拐点的问题,提出了一种基于B-A*算法改进的高效路径规划(EB-A*)算法。首先引入了一种智能采样函数,使区间搜索更具方向性,从而减少无用区... 针对双向A*(B-A*)算法在障碍物空间生成路径的过程中搜索过多无用区间且生成路径存在很多冗余点和拐点的问题,提出了一种基于B-A*算法改进的高效路径规划(EB-A*)算法。首先引入了一种智能采样函数,使区间搜索更具方向性,从而减少无用区间搜索。其次采用了精英搜索策略,使改进后的算法在障碍物空间规划路径时,根据目标点与当前点的相对位置采用不同搜索矩阵,进一步减少了寻路时间。最后采用路径平滑策略,删除路径中的冗余点,平滑生成路径。仿真实验表明:改进后的算法能够提高工作效率,平滑生成路径。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 双向A^*算法
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基于优化双向A^(*)与人工势场法的无人机三维航迹规划 被引量:3
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作者 唐宇洋 郑恩辉 邱潇 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期69-75,共7页
针对传统A^(*)算法在无人机航迹规划中面对复杂环境和高动态任务时存在搜索速度慢、冗余节点多等问题,提出了一种基于优化双向A^(*)算法和人工势场相结合的三维无人机航迹规划方法。通过采用双向搜索机制并设置权重系数优化启发函数,引... 针对传统A^(*)算法在无人机航迹规划中面对复杂环境和高动态任务时存在搜索速度慢、冗余节点多等问题,提出了一种基于优化双向A^(*)算法和人工势场相结合的三维无人机航迹规划方法。通过采用双向搜索机制并设置权重系数优化启发函数,引入自适应步长策略,利用调节因子动态调整双向A^(*)搜索步长,综合考虑全局规划与实时避障需求提出了Bi-A^(*)PF算法。仿真实验表明:与传统的航迹规划方法相比,Bi-A^(*)PF算法不仅能够使无人机在三维环境下高效规划出一条期望航迹,还能有效避开突发威胁。 展开更多
关键词 无人机 双向A^(*)算法 人工势场算法 航迹规划
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基于四叉树栅格环境的变步长双向A^(*)算法 被引量:11
11
作者 张阳伟 乔越 李成凤 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第10期1960-1966,共7页
针对应用A^(*)算法对静态环境中自动引导车辆(AGV)进行路径搜索时,存在随着环境建模栅格增多、消耗内存大、运行时间过长及规划路径存在曲率半径过小的问题,提出一种基于三阶贝塞尔曲线轨迹优化的四叉树栅格环境建模的变步长双向A^(*)... 针对应用A^(*)算法对静态环境中自动引导车辆(AGV)进行路径搜索时,存在随着环境建模栅格增多、消耗内存大、运行时间过长及规划路径存在曲率半径过小的问题,提出一种基于三阶贝塞尔曲线轨迹优化的四叉树栅格环境建模的变步长双向A^(*)算法。对AGV运动的待搜索空间进行线性四叉树栅格建模,改进的A^(*)算法对已建模的栅格环境进行路径搜索,从栅格图中以变步长的方式提取下一次A^(*)算法的路径判断节点,减少A^(*)算法搜索节点数,对规划的路径使用贝塞尔曲线进行约束,以解决搜索素路径中存在的折线多、路径转角大的问题。实验结果表明,线性栅格建模法结合改进A^(*)算法的路径规划中,内存开销及算法的搜索时间均减小,规划路径满足贝塞尔曲率约束,优化后的路径更加平滑,更适合AGV运行。 展开更多
关键词 路径规划 三阶贝塞尔曲线 变步长双向A^(*)算法 四叉树栅格建模
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基于双向同步A*算法的AGV路径规划仿真研究 被引量:6
12
作者 秦珅 曹冲振 +2 位作者 李赫 鹿国庆 王洪祥 《包装工程》 CAS 北大核心 2019年第21期159-166,共8页
目的解决A^*算法在搜寻过程中查询的节点非常多、耗时较多等问题。方法通过对传统A*算法进行改进,得到改进双向同步A*算法,使算法从起点和终点同时搜索路径,并且对启发函数进行改进。为验证改进算法效果,以仓储AGV为例进行二维与三维仿... 目的解决A^*算法在搜寻过程中查询的节点非常多、耗时较多等问题。方法通过对传统A*算法进行改进,得到改进双向同步A*算法,使算法从起点和终点同时搜索路径,并且对启发函数进行改进。为验证改进算法效果,以仓储AGV为例进行二维与三维仿真。结果改进双向同步A*算法在不同的地图下,耗时分别减少了39.1%,34.3%,34.6%,搜索节点最多减少了140,路径长度基本一致。结论改进双向同步A*算法较传统A^*算法能够更加高效地规划出最优路径,兼顾路径最优和出行复杂度低,提高了检索效率,能够有效解决查询节点多、耗时多等问题。 展开更多
关键词 双向同步A^*算法 启发函数 路径最优 出行复杂度
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基于双向 A ̄* 算法的自主车全局路径规划 被引量:5
13
作者 孟庆浩 张明路 +1 位作者 刘大维 彭商贤 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第6期747-751,共5页
本文采用Q-M法寻找素蕴涵(primeimplicants)的思想构造连通图.在此基础上,提出了使用双向A*算法搜寻连通图中的最优节点路径,提出了超前尽可能多个节点的思想用于规划实际几何路径.仿真研究表明,本文方法计... 本文采用Q-M法寻找素蕴涵(primeimplicants)的思想构造连通图.在此基础上,提出了使用双向A*算法搜寻连通图中的最优节点路径,提出了超前尽可能多个节点的思想用于规划实际几何路径.仿真研究表明,本文方法计算简单,规划的路径可以达到或接近最优路径. 展开更多
关键词 双向A^*算法 自主车 全局路径规划 机器人
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基于多层双向A~*的未知环境路径规划算法研究 被引量:15
14
作者 杜婉茹 王潇茵 +2 位作者 贾福凯 郑重 李慧妍 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第12期261-267,共7页
面向未知战场环境的路径规划问题,提出一种多层双向A^*算法。该算法引入分层策略,使智能体在行进过程中实时响应突发障碍,进行有效避障路径重规划。采用同步双向搜索,并改进启发式代价函数,使得路径搜索算法快速收敛,提高算法在大规模... 面向未知战场环境的路径规划问题,提出一种多层双向A^*算法。该算法引入分层策略,使智能体在行进过程中实时响应突发障碍,进行有效避障路径重规划。采用同步双向搜索,并改进启发式代价函数,使得路径搜索算法快速收敛,提高算法在大规模环境中的路径规划效率。为保证智能体在拐角的行进安全,使用Her mite差值对路径进行平滑处理。实验表明,该算法与现有改进算法相比,处理冗余节点数减少12.9%,总用时缩短17.4%,在复杂未知环境中路径规划准确度和效率均有较大提高。 展开更多
关键词 未知环境 路径规划 智能体 多层双向 A^*算法
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基于改进A^(*)算法的无人机路径规划研究 被引量:12
15
作者 唐嘉宁 彭志祥 +2 位作者 李孟霜 刘志聪 谢翠娟 《电子测量技术》 北大核心 2023年第8期99-104,共6页
针对传统A^(*)算法在无人机路径规划时效率低下、路径点存在大量冗余,且路径转折较多的缺点,提出一种基于双向机制的改进A^(*)算法。首先引入双向搜索机制,分别以对向搜索的起点作为终点,然后判断终点位于起点的象限进行双定向搜索,从... 针对传统A^(*)算法在无人机路径规划时效率低下、路径点存在大量冗余,且路径转折较多的缺点,提出一种基于双向机制的改进A^(*)算法。首先引入双向搜索机制,分别以对向搜索的起点作为终点,然后判断终点位于起点的象限进行双定向搜索,从而提高搜索效率。最后引入路径平滑策略,将双定向搜索获取的初始路径进行平滑处理,减少冗余路径点和转折点。通过MATLAB平台对传统A^(*)算法和改进A^(*)算法进行对比实验,实验结果表明,相比于传统A^(*)算法,提出的改进A^(*)算法,路径规划时间平均减少了61.61%,路径点平均减少了83.09%,路径转折点平均减少了46.97%,能够有效提高无人机工作效率,生成平滑路径。 展开更多
关键词 A^(*)算法 路径规划 双向搜索 双定向搜索 路径平滑
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双向式自动化立体仓库货位分配优化 被引量:11
16
作者 蔡安江 叶康 +2 位作者 郭师虹 庞飞彪 于海滨 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期4048-4056,共9页
针对双向式自动化立体仓库货位分配问题,以产品出入库效率、货架重心和产品聚集度为目标建立了货位分配数学模型,提出一种改进混合蛙跳算法对模型进行仿真优化,同时采用该算法时设计了新的局部更新策略,引入动态自适应同步因子,使之跳... 针对双向式自动化立体仓库货位分配问题,以产品出入库效率、货架重心和产品聚集度为目标建立了货位分配数学模型,提出一种改进混合蛙跳算法对模型进行仿真优化,同时采用该算法时设计了新的局部更新策略,引入动态自适应同步因子,使之跳出局部最优,保持全局搜索能力,弥补了其在解决复杂问题时收敛速度慢,易陷入局部最优的问题。实例仿真结果表明:与标准的遗传算法和混合蛙跳算法相比,改进后的蛙跳算法迭代次数更少,收敛速度更快,对货位的优化更加合理,是一种解决双向式立体仓库货位分配的有效优化方法。 展开更多
关键词 双向式立体仓库 货位分配 混合蛙跳算法 自适应同步因子
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采用联合优化方式的最佳路径算法研究 被引量:4
17
作者 万玮 刘晔 +2 位作者 李立宏 张铮 向满天 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第30期97-100,共4页
采用改进型前向关联边存储结构、改进型A*算法、双向搜索方式、高级公路加权优先4种方式,从数据存储结构、搜索算法、搜索方式、行程时间4个方面对道路网络的路径搜索算法进行联合优化。仿真实验表明,联合优化算法使电子地图的数据存储... 采用改进型前向关联边存储结构、改进型A*算法、双向搜索方式、高级公路加权优先4种方式,从数据存储结构、搜索算法、搜索方式、行程时间4个方面对道路网络的路径搜索算法进行联合优化。仿真实验表明,联合优化算法使电子地图的数据存储结构更加清晰、路径搜索更快更准确。该算法已经用于中兴软件技术(南昌)有限公司正在研发的GPS导航仪及导航手机中,实测结果与仿真结果一致。 展开更多
关键词 前向关联边结构 A^*算法 双向搜索 加权优先 联合优化
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基于改进A*算法的移动机器人路径规划研究 被引量:57
18
作者 吴鹏 桑成军 +3 位作者 陆忠华 余双 方临阳 张屹 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第21期227-233,共7页
A^*算法广泛应用于移动机器人路径规划中,而传统A^*算法在寻路时,普遍存在搜索时间较长、效率低下等问题,因此,采用双向搜索的方式,对传统A^*算法加以改进,该算法在路径规划过程中,可同时进行正反向路径搜索,同时采用正反向搜索交替机制... A^*算法广泛应用于移动机器人路径规划中,而传统A^*算法在寻路时,普遍存在搜索时间较长、效率低下等问题,因此,采用双向搜索的方式,对传统A^*算法加以改进,该算法在路径规划过程中,可同时进行正反向路径搜索,同时采用正反向搜索交替机制,保证了最终目标节点搜索在连线中点区域内相遇,从而缩短了寻路计算时间。在MATLAB平台上,针对改进后的A*算法进行仿真实验,结果证明,双向A^*算法减少了规划时间,且可生成最优路径。最后,将该算法应用到基于开源机器人操作系统的Turtlebot2移动平台上,进行现场实验,实验结果表明,双向A^*算法减少了寻路计算时间,从而使得路径搜索效率得到显著提升,且规划路径合理,满足路径规划要求。 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 A^*算法 双向搜索 机器人操作系统
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复杂环境下基于自适应卡尔曼滤波的时间比对跟踪算法 被引量:2
19
作者 程燕 王海峰 +3 位作者 王学运 郭梁 张升康 葛军 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4110-4116,共7页
在雷达、车载等动态协同组网系统中,高精度时间同步是该系统正常工作的基本条件。但是在动态组网系统或者低截获场景下,时间比对信号强度弱,并处于动态场景,此时时间同步系统鲁棒性差、同步精度低。因此,需要提高时间同步系统在复杂的... 在雷达、车载等动态协同组网系统中,高精度时间同步是该系统正常工作的基本条件。但是在动态组网系统或者低截获场景下,时间比对信号强度弱,并处于动态场景,此时时间同步系统鲁棒性差、同步精度低。因此,需要提高时间同步系统在复杂的动态组网系统下的时间同步精度。调制解调器是双向时间比对系统的核心设备,而跟踪环路是其中关键部分。复杂场景下跟踪环路很容易失锁,为了提高跟踪环路鲁棒性,该文提出一种基于自适应卡尔曼滤波(AKF)的跟踪算法。该算法引入自适应因子来调节系统噪声协方差矩阵,从而应对外部变化的输入信号。试验结果显示,与传统锁相环跟踪环路(PLL)和标准卡尔曼滤波跟踪环相比,在弱信号和动态信号同时存在时该算法跟踪鲁棒性和自适应性更好,并且算法复杂度不高。该算法对于提高动态协同组网系统的时间同步精度具有重要意义。 展开更多
关键词 双向时间同步 时间比对信号跟踪环路 复杂动态和弱信号场景 自适应卡尔曼滤波算法
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复杂低空物流无人机路径规划 被引量:52
20
作者 张启钱 许卫卫 +2 位作者 张洪海 邹依原 陈雨童 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1275-1286,共12页
针对复杂低空物流无人机路径规划问题,考虑空域环境、运输任务等内外限制,以飞行时间、能耗及危险度最小为目标函数,建立多限制条件物流无人机路径规划模型,设计启发算法以快速解算路径。采用栅格法对规划环境表征,引入物流无人机性能... 针对复杂低空物流无人机路径规划问题,考虑空域环境、运输任务等内外限制,以飞行时间、能耗及危险度最小为目标函数,建立多限制条件物流无人机路径规划模型,设计启发算法以快速解算路径。采用栅格法对规划环境表征,引入物流无人机性能约束确保路径可飞。针对A^*算法存在的问题及物流无人机航空运输特色,引入栅格危险度因子、货物质量惩罚系数,增加飞行时间、能耗等代价以提升避障能力、降低成本。为匹配所提启发算法解算效率与精度,采用动态加权法对函数赋权。为筛除冗余路径点及保证平稳飞行,采用双向交叉判断法等对原路径优化平滑。为验证所提路径规划模型及启发算法的有效性,对比4种算法规划结果,分析栅格粒度大小与代价权重值对结果的影响。在既定的运输环境及物流无人机性能约束下,研究结果表明:所提算法与A^*算法相比,保证了物流无人机飞行安全、能耗少,将飞行时间由406 s降至386 s,降低了5%;飞行路径点数为129个、栅格危险度因子为11.69,降低了姿态改变次数,保证了运输安全;当栅格粒度大小为5 m,代价权重值为0.4、0.1、0.5时,采用所提算法规划的路径最佳。 展开更多
关键词 航空运输 路径规划 A^*算法 物流无人机 复杂低空 栅格危险度 双向交叉判断法
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