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基于二阶优化的地图重构算法
1
作者
孙国道
王云超
+2 位作者
李藏
蒋莉
梁荣华
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第9期1367-1376,共10页
空间数据可视化是信息可视化的重要组成部分,而地图则是空间数据可视化最常用的载体.生成与传统地图相似的简化地图能够提高研究人员与普通民众对空间数据分析和可视查看的效率和准确率.然而传统通过人工绘制得到重构地图的过程十分烦琐...
空间数据可视化是信息可视化的重要组成部分,而地图则是空间数据可视化最常用的载体.生成与传统地图相似的简化地图能够提高研究人员与普通民众对空间数据分析和可视查看的效率和准确率.然而传统通过人工绘制得到重构地图的过程十分烦琐,现有算法生成的重构地图大都由矩形形式组成,导致地图结构化信息缺失.这些因素都会影响重构地图的可视化效果.通过数据简化以缩减边界数据量、直角化与去噪声以规范图形边界和消除边界毛刺、二阶优化求解以得到最优布局效果这3个步骤,实现地图重构及可视化的完整流程.文中选择我国部分省份以及美国除夏威夷和阿拉斯加外的地区作为测试样本.对比现有的空间有序正方化布局算法,该算法能更好地维持重构地图与实际地图在区域形状和邻域关系的相似度.
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关键词
地图重构
二阶优化
布局优化
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职称材料
基于RSS_GN RRT算法的狭长空间路径规划
被引量：
6
2
作者
王萍
潘树国
+2 位作者
蔚保国
高旺
胡鹏
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期72-85,共14页
针对RRT算法在狭长空间中存在的收敛速度慢及规划路径不平滑的问题,提出了一种RSS_GN RRT算法。为了提升算法的收敛速度,提出了引导节点导向策略与分区域采样策略,极大地减少了算法对无效区域的搜索;其次,算法引入了采样角度约束策略来...
针对RRT算法在狭长空间中存在的收敛速度慢及规划路径不平滑的问题,提出了一种RSS_GN RRT算法。为了提升算法的收敛速度,提出了引导节点导向策略与分区域采样策略,极大地减少了算法对无效区域的搜索;其次,算法引入了采样角度约束策略来提高规划路径的质量,并采用父节点拓展选择的方法有效解决了由角度约束引起的迭代次数增加的问题。此外,算法可根据感知信息进行地图地动态重构并规划避障路径,提高了算法在低速动态环境中的适应性。仿真结果显示,在狭长通道环境中,RSS_GN RRT算法在规划路径的耗时上比RRT、Goal_bias RRT、角度约束下的RRT、Informed RRT*及DR-RRT算法分别减少了77.3%,51.9%,84.7%,98.8%和60.3%。在迭代次数上,相比于上述算法,分别减少了95.9%,92%,98.3%,98.3%和89.5%。路径的平均曲率也分别降低了94.1%,93.2%,88.7%,91%和92.9%。仿真结果证明了RSS_GN RRT算法在提升规划速度和改善路径质量方面具有显著优势。同时,本文采用了阿克曼模型的小车实测了算法的局部避障能力。经测试,小车可对行驶途中出现的障碍物进行合理避让。
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关键词
RSS_GN
RRT
RRT
引导节点
分区域采样
角度约束
地图重构
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职称材料
复杂环境下无人机全覆盖三维路径规划算法
被引量：
8
3
作者
陈艺
于纪言
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期2563-2573,共11页
针对复杂实际环境下无人机进行快速三维全覆盖路径规划的问题,提出了无人机全覆盖三维路径规划算法。首先,二维全覆盖路径规划由全局运动策略、局部运动策略和摆脱死区策略组成,在全局运动策略中改进标记函数和提出次层起点动态搜寻策略...
针对复杂实际环境下无人机进行快速三维全覆盖路径规划的问题,提出了无人机全覆盖三维路径规划算法。首先,二维全覆盖路径规划由全局运动策略、局部运动策略和摆脱死区策略组成,在全局运动策略中改进标记函数和提出次层起点动态搜寻策略,摆脱死区策略由A^(*)算法和改进环形搜索算法构成;三维全覆盖路径规划由分层规划策略、地图重构策略和层间连接策略组成,分层规划策略将三维分为不同间隔高度的二维环境,地图重构策略对二维进行动态地图构建,层间连接策略由头一层的遍历终点确定下一层的遍历起点。仿真结果表明:所提算法在二维全覆盖路径规划时,相较于传统的单环搜索方式摆脱死区策略,路径长度缩短2.7%,路径重复率减小3%;相较于无局部运动策略,路径长度缩短14.2%,总死点数目和路径重复率降低32.9%和4.4%,且运行时间减少6.7 s;在三维全覆盖路径规划时,相较于无地图重构策略,路径长度缩短27.33%,死点数目减少16.82%,运行时间减少70.8 s,路径重复率减小7%;最后进行参数分析,得出本算法性能最优时参数取值。综上,该算法能够适应复杂环境,且能有效降低死点数目和路径重复率,快速规划全覆盖路径,具有较好的鲁棒性。
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关键词
无人机
三维全覆盖路径规划
复杂环境
摆脱死区策略
地图重构
策略
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职称材料
题名
基于二阶优化的地图重构算法
1
作者
孙国道
王云超
李藏
蒋莉
梁荣华
机构
浙江工业大学计算机科学与技术学院
出处
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第9期1367-1376,共10页
基金
国家自然科学基金(6197070377)
浙江省自然科学基金(LY19F020026)
+1 种基金
浙江省重点研发计划(2019C01009)
浙江省属高校基本科研业务费专项(RF-C2019001)。
文摘
空间数据可视化是信息可视化的重要组成部分,而地图则是空间数据可视化最常用的载体.生成与传统地图相似的简化地图能够提高研究人员与普通民众对空间数据分析和可视查看的效率和准确率.然而传统通过人工绘制得到重构地图的过程十分烦琐,现有算法生成的重构地图大都由矩形形式组成,导致地图结构化信息缺失.这些因素都会影响重构地图的可视化效果.通过数据简化以缩减边界数据量、直角化与去噪声以规范图形边界和消除边界毛刺、二阶优化求解以得到最优布局效果这3个步骤,实现地图重构及可视化的完整流程.文中选择我国部分省份以及美国除夏威夷和阿拉斯加外的地区作为测试样本.对比现有的空间有序正方化布局算法,该算法能更好地维持重构地图与实际地图在区域形状和邻域关系的相似度.
关键词
地图重构
二阶优化
布局优化
Keywords
map reconstruction
quadratic optimization
layout optimization
分类号
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于RSS_GN RRT算法的狭长空间路径规划
被引量：
6
2
作者
王萍
潘树国
蔚保国
高旺
胡鹏
机构
东南大学仪器科学与工程学院
卫星导航系统与装备技术国家重点实验室
出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期72-85,共14页
基金
国家重点研发计划课题(2021YFB3900804)项目资助。
文摘
针对RRT算法在狭长空间中存在的收敛速度慢及规划路径不平滑的问题,提出了一种RSS_GN RRT算法。为了提升算法的收敛速度,提出了引导节点导向策略与分区域采样策略,极大地减少了算法对无效区域的搜索;其次,算法引入了采样角度约束策略来提高规划路径的质量,并采用父节点拓展选择的方法有效解决了由角度约束引起的迭代次数增加的问题。此外,算法可根据感知信息进行地图地动态重构并规划避障路径,提高了算法在低速动态环境中的适应性。仿真结果显示,在狭长通道环境中,RSS_GN RRT算法在规划路径的耗时上比RRT、Goal_bias RRT、角度约束下的RRT、Informed RRT*及DR-RRT算法分别减少了77.3%,51.9%,84.7%,98.8%和60.3%。在迭代次数上,相比于上述算法,分别减少了95.9%,92%,98.3%,98.3%和89.5%。路径的平均曲率也分别降低了94.1%,93.2%,88.7%,91%和92.9%。仿真结果证明了RSS_GN RRT算法在提升规划速度和改善路径质量方面具有显著优势。同时,本文采用了阿克曼模型的小车实测了算法的局部避障能力。经测试,小车可对行驶途中出现的障碍物进行合理避让。
关键词
RSS_GN
RRT
RRT
引导节点
分区域采样
角度约束
地图重构
Keywords
RSS_GN RRT
RRT
guide nodes
region-state sampling
angle constraint
map reconstruction
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TN96 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
复杂环境下无人机全覆盖三维路径规划算法
被引量：
8
3
作者
陈艺
于纪言
机构
南京理工大学机械工程学院
出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期2563-2573,共11页
文摘
针对复杂实际环境下无人机进行快速三维全覆盖路径规划的问题,提出了无人机全覆盖三维路径规划算法。首先,二维全覆盖路径规划由全局运动策略、局部运动策略和摆脱死区策略组成,在全局运动策略中改进标记函数和提出次层起点动态搜寻策略,摆脱死区策略由A^(*)算法和改进环形搜索算法构成;三维全覆盖路径规划由分层规划策略、地图重构策略和层间连接策略组成,分层规划策略将三维分为不同间隔高度的二维环境,地图重构策略对二维进行动态地图构建,层间连接策略由头一层的遍历终点确定下一层的遍历起点。仿真结果表明:所提算法在二维全覆盖路径规划时,相较于传统的单环搜索方式摆脱死区策略,路径长度缩短2.7%,路径重复率减小3%;相较于无局部运动策略,路径长度缩短14.2%,总死点数目和路径重复率降低32.9%和4.4%,且运行时间减少6.7 s;在三维全覆盖路径规划时,相较于无地图重构策略,路径长度缩短27.33%,死点数目减少16.82%,运行时间减少70.8 s,路径重复率减小7%;最后进行参数分析,得出本算法性能最优时参数取值。综上,该算法能够适应复杂环境,且能有效降低死点数目和路径重复率,快速规划全覆盖路径,具有较好的鲁棒性。
关键词
无人机
三维全覆盖路径规划
复杂环境
摆脱死区策略
地图重构
策略
Keywords
unmanned aerial vehicle
three dimensional full coverage path planning
complex disaster environment
strategy of getting rid of dead zone
map reconstruction strategy
分类号
V279.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于二阶优化的地图重构算法
孙国道
王云超
李藏
蒋莉
梁荣华
《计算机辅助设计与图形学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于RSS_GN RRT算法的狭长空间路径规划
王萍
潘树国
蔚保国
高旺
胡鹏
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2024
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
复杂环境下无人机全覆盖三维路径规划算法
陈艺
于纪言
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2023
8
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职称材料
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