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基于符号距离函数的体渲染表面重建研究综述 被引量:1
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作者 余瑛 万贻前 +1 位作者 洪瀚 叶青 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第12期3533-3542,共10页
在计算机视觉和图形学领域,多视图物体表面重建是一个重要的研究方向。符号距离函数的体渲染技术是一种新兴的物体表面重建方法,因其在复杂场景重建中的出色表现受到人们广泛关注。旨在对符号距离函数的体渲染技术进行全面分析和总结,... 在计算机视觉和图形学领域,多视图物体表面重建是一个重要的研究方向。符号距离函数的体渲染技术是一种新兴的物体表面重建方法,因其在复杂场景重建中的出色表现受到人们广泛关注。旨在对符号距离函数的体渲染技术进行全面分析和总结,为未来研究人员提供参考。首先介绍了有向符号距离函数的基本原理及其在体渲染技术中的应用;随后,从提升表面重建质量、加快训练速度、稀疏视图重建、重光照和材料编辑、特定场景重建等方面整理分析了该领域的关键模型改进和技术进展;此外,还对比分析了不同模型在速度和性能方面的表现,并简要介绍了模型评估的主要指标和公开数据集;最后,对该领域的研究现状进行了总结,并对未来的研究前景进行了展望和探讨。 展开更多
关键词 符号距离函数 体渲染技术 物体表面重建
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基于符号距离场的多体系统碰撞动力学研究 被引量:1
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作者 张西南 游浦 刘铸永 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2703-2712,共10页
多体系统动力学中的接触碰撞问题是典型的边界非线性问题,对其动力学仿真面临着巨大的数值困难.由于求解过程中需要一直进行复杂的接触碰撞检测,严重地影响了数值计算效率.为了实现对多体系统动力学中接触碰撞问题的快速求解,文章提出... 多体系统动力学中的接触碰撞问题是典型的边界非线性问题,对其动力学仿真面临着巨大的数值困难.由于求解过程中需要一直进行复杂的接触碰撞检测,严重地影响了数值计算效率.为了实现对多体系统动力学中接触碰撞问题的快速求解,文章提出一种改进的基于符号距离场的多体系统动力学接触碰撞检测算法.通过对预先生成的符号距离场进行三线性插值,求解出空间中任意一点距离物体表面的最短距离和法向量.将接触碰撞检测分为全局检测和局部检测两个过程,首先在全局检测时利用OBB包围盒技术对物体之间是否存在潜在接触可能性进行快速判断;然后在局部检测时基于符号距离场信息并结合八叉树结构对接触碰撞检测算法进行优化.分别采用Hertz接触力模型和基于速度的库伦摩擦力模型,建立了多刚体系统非连续动力学方程.最后,通过对典型的算例和空间站交会对接的工程案例进行仿真,验证了所提方法在解决复杂多体系统碰撞动力学问题时的正确性和高效性.该方法可以进一步拓展到复杂构型刚体与柔性体的接触碰撞动力学研究. 展开更多
关键词 符号距离 碰撞检测 多体系统 八叉树 交会对接
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结合局部能量与改进的符号距离正则项的图像目标分割算法 被引量:13
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作者 韩明 刘教民 +2 位作者 孟军英 王震洲 王敬涛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2047-2054,共8页
针对传统C-V模型对颜色不均匀图像分割失败并且对初始轮廓和位置敏感问题,以及现有符号距离正则项存在周期性振荡和局部极值问题。该文提出结合局部能量信息和改进的符号距离正则项的图像目标分割算法。首先,将全局图像信息扩展到HSV空... 针对传统C-V模型对颜色不均匀图像分割失败并且对初始轮廓和位置敏感问题,以及现有符号距离正则项存在周期性振荡和局部极值问题。该文提出结合局部能量信息和改进的符号距离正则项的图像目标分割算法。首先,将全局图像信息扩展到HSV空间,并使用局部能量项信息分析每个像素及其领域内的统计特性,从而在较少的迭代次数内有效分割颜色分布不均匀图像。其次,改进现有符号距离正则项,改进后的符号距离正则项在避免水平集函数的重新初始化的同时,提高了计算效率,保证了水平集函数演化过程的稳定性。然后,定义阈值判断法的水平集函数演化的终止准则,使曲线准确演化到目标轮廓。该算法与同类模型的对比实验表明该模型具有较高的分割精度和对初始轮廓的鲁棒性。 展开更多
关键词 图像处理 局部能量 符号距离约束项 水平集演化 C-V模型
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水平集方法中符号距离函数快速重构 被引量:13
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作者 肖昌炎 赵永明 +1 位作者 张素 陈亚珠 《信号处理》 CSCD 2003年第6期551-555,共5页
符号距离函数重构是水平集方法中必不可少、且相当费时的步骤。本文分类比较了符号距离函数的构造方法;对两类快速算法:基于程差方程的显式方法和基于偏微分方程的隐式方法,进行不同程度的改进;通过对比实验验证算法有效性,从实验结果... 符号距离函数重构是水平集方法中必不可少、且相当费时的步骤。本文分类比较了符号距离函数的构造方法;对两类快速算法:基于程差方程的显式方法和基于偏微分方程的隐式方法,进行不同程度的改进;通过对比实验验证算法有效性,从实验结果分析了各方法的优缺点。最后介绍两类方法在水平集方法图像分割中的具体应用。 展开更多
关键词 符号距离函数 函数重构 水平集方法 偏微分方程 图像分割
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水平集方法中符号距离函数的快速生成 被引量:3
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作者 董吉文 杨海英 张冰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第34期180-182,共3页
准确快速地计算任意闭合曲线的符号距离函数,是提高水平集方法的效率和稳定性的至关重要的一步。改进了基于快速步进法标记任意闭合曲线内外部的方法,优化了基于源点映射扫描方法生成距离函数值的方法。实验证明方法准确有效,进一步提... 准确快速地计算任意闭合曲线的符号距离函数,是提高水平集方法的效率和稳定性的至关重要的一步。改进了基于快速步进法标记任意闭合曲线内外部的方法,优化了基于源点映射扫描方法生成距离函数值的方法。实验证明方法准确有效,进一步提高了水平集方法中符号距离函数的生成速度。 展开更多
关键词 水平集方法 符号距离函数 快速步进法 源点扫描法
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一种快速的符号距离函数的生成方法 被引量:6
6
作者 张博 苏永利 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2008年第6期102-103,112,共3页
针对图像处理中常规水平集方法,设计了一种基于同心圆扩散的符号距离函数的生成算法。新的设计方法克服了通常构造距离函数计算量大的不足。首先通过对水平集曲线形状的分析,给出了曲线内外点的判断方法,这种方法只需要经过图像的一次... 针对图像处理中常规水平集方法,设计了一种基于同心圆扩散的符号距离函数的生成算法。新的设计方法克服了通常构造距离函数计算量大的不足。首先通过对水平集曲线形状的分析,给出了曲线内外点的判断方法,这种方法只需要经过图像的一次扫描即可给出内外点的判断;其次,利用同心圆扩散方法,寻找曲线上的最近点,并查找距离表,给出任一点到曲线的距离;最后,给出了所设计方法的计算步骤和算例,并与其它方法进行了比较,结果表明,新的方法计算稳定、速度快。 展开更多
关键词 水平集 符号距离函数 同心圆扩散
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基于曲线推进的符号距离函数生成方法 被引量:1
7
作者 张博 苏永利 张书玲 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期697-700,共4页
目的构造水平集方法中所采用的符号距离函数,以提高曲线演化算法的速度。方法通过对水平集曲线形状的分析,给出了曲线内外点的判断方法,然后以距离等于1为步长推进边界,同时进行邻域最近点扫描,寻找任一网格点在曲线上的最近点,从而给... 目的构造水平集方法中所采用的符号距离函数,以提高曲线演化算法的速度。方法通过对水平集曲线形状的分析,给出了曲线内外点的判断方法,然后以距离等于1为步长推进边界,同时进行邻域最近点扫描,寻找任一网格点在曲线上的最近点,从而给出该点到曲线的距离。结果内外点的判断以及符号距离函数的构造均只需要经过图像的一次扫描即可给出结果,计算复杂度为O(N)。结论数值实验分析结果表明,新的方法计算稳定,比其他方法速度快。 展开更多
关键词 水平集 符号距离函数 邻域 最近点
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保护私有信息的符号距离判定协议
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作者 逯绍锋 罗永龙 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第33期77-80,共4页
保护私有信息的符号距离的判定是一个特殊的安全多方计算问题,可以应用到军事、商业等诸多领域,通过计算符号距离的符号来判定空间几何对象的位置是处理空间几何对象的位置问题的一个基本方法。基于点积协议,提出了一个保护私有信息的... 保护私有信息的符号距离的判定是一个特殊的安全多方计算问题,可以应用到军事、商业等诸多领域,通过计算符号距离的符号来判定空间几何对象的位置是处理空间几何对象的位置问题的一个基本方法。基于点积协议,提出了一个保护私有信息的符号距离判定协议,解决了符号距离的判定问题,然后讨论和分析了协议的安全性与正确性,并且以保护私有信息的三角形与平面相交判定为例说明了其应用。 展开更多
关键词 隐私保护 安全多方计算 符号距离 计算几何 协议
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基于改进符号距离的犹豫模糊前景理论决策方法 被引量:6
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作者 李贺 江登英 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2820-2826,共7页
针对犹豫模糊元中人为添加元素影响决策结果的问题,提出一种基于改进符号距离的犹豫模糊前景理论决策方法。首先,根据正负理想点、犹豫模糊元中元素之间的方差以及元素个数定义一种新的符号距离,并证明了改进的符号距离满足符号距离的... 针对犹豫模糊元中人为添加元素影响决策结果的问题,提出一种基于改进符号距离的犹豫模糊前景理论决策方法。首先,根据正负理想点、犹豫模糊元中元素之间的方差以及元素个数定义一种新的符号距离,并证明了改进的符号距离满足符号距离的基本性质。其次,基于改进的符号距离提出犹豫模糊前景价值函数,并通过收益损失函数计算出各方案的收益损失比,确定备选方案的优劣顺序。最后,通过应用算例验证了本文所提出方法的可行性和有效性。该方法既避免了人为添加元素对决策结果的影响,又合理反映了决策者的分歧程度,还考虑了人们面临得失时的心理行为,决策结果更符合实际。 展开更多
关键词 多属性决策 犹豫模糊集 前景理论 符号距离 犹豫度
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利用光线跟踪加速欧几里德符号距离场的地图构建
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作者 唐嘉宁 刘志聪 +3 位作者 李孟霜 彭志祥 谢翠娟 陈云浩 《陕西科技大学学报》 北大核心 2023年第4期158-165,共8页
针对现有小型无人飞行器在复杂未知环境中执行自主探索任务时,存在机载端GPU计算资源不足,在线建图速度慢、探索效率低的问题.本文在传统欧几里德符号距离场(ESDF)方法的基础上,融合光线跟踪原理,加速构建ESDF地图,以提高飞行器在复杂... 针对现有小型无人飞行器在复杂未知环境中执行自主探索任务时,存在机载端GPU计算资源不足,在线建图速度慢、探索效率低的问题.本文在传统欧几里德符号距离场(ESDF)方法的基础上,融合光线跟踪原理,加速构建ESDF地图,以提高飞行器在复杂未知环境中的探索效率.首先使用整数运算提高光线跟踪遍历体素的速度,从而加速体素占用概率的更新;然后通过调整哈希数据结构,减少地图占用内存;最后使用广度优先搜索算法(BFS)实现地图更新与融合.为验证本文方法的有效性,分别在公开数据集、仿真环境和真实环境下,与当前前沿的建图方法进行对比,实验结果表明,本文所提出的方法在三种不同情况下的地图平均更新时间分别减少了72.37%、60.80%和56.79%,显著提高了建图速度,为小型无人飞行器在线探索奠定基础. 展开更多
关键词 地图构建 光线跟踪 符号距离 梯度优化
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基于多信息体素的三角网格模型距离场算法 被引量:1
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作者 黄江 张李超 +2 位作者 王森林 覃林 史玉升 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第1期117-125,共9页
基于三维实体模型的符号距离场可高效进行诸如布尔运算和随形梯度点阵结构生成等三角网格模型难以处理的操作,在增材制造领域有着重要的用途,但复杂三角网格模型符号距离场的生成效率非常低。提出了基于多信息体素的三角网格模型精确符... 基于三维实体模型的符号距离场可高效进行诸如布尔运算和随形梯度点阵结构生成等三角网格模型难以处理的操作,在增材制造领域有着重要的用途,但复杂三角网格模型符号距离场的生成效率非常低。提出了基于多信息体素的三角网格模型精确符号距离场和混合距离场的概念及其生成算法。精确距离场算法将包含三角网格模型的有限空间平行于坐标轴等距分割成多个体素,对三维体素空间进行快速距离变换,生成粗糙符号距离场,依据粗糙符号距离场将相关三角面片划分到每个体素中,过滤无关的三角形,生成精确符号距离场,在效率上有百倍的提升;混合距离场算法利用粗糙符号距离场选择性构建边界附近的精确符号距离场,空间内其他位置用粗糙符号距离场表示,在保证内部符号距离场分辨率的前提下的提高了距离场的生成效率。最后通过生成随形的梯度点阵结构对算法进行验证。 展开更多
关键词 符号距离 三角网格模型 增材制造 距离变换 三周期极小曲面
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一种基于始末距离的时间序列符号聚合近似表示方法 被引量:9
12
作者 季海娟 周从华 刘志锋 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2018年第6期216-221,共6页
时间序列数据的特征表示方法是时间序列数据挖掘任务的关键技术,符号聚合近似表示(SAX)是特征表示方法中比较常用的一种。针对SAX算法在各序列段表示符号一致时无法区分时间序列间的相似性这一缺陷,提出了一种基于始末距离的时间序列符... 时间序列数据的特征表示方法是时间序列数据挖掘任务的关键技术,符号聚合近似表示(SAX)是特征表示方法中比较常用的一种。针对SAX算法在各序列段表示符号一致时无法区分时间序列间的相似性这一缺陷,提出了一种基于始末距离的时间序列符号聚合近似表示方法(SAX_SM)。由于时间序列有很强的形态趋势,因此文中提出的方法选用起点和终点来表示各个序列段的形态特征,并使用各序列段的形态特征和表示符号来近似表示时间序列数据,以将其从高维空间映射到低维空间;然后,针对起点和终点构建始末距离来计算两序列段间的形态距离;最后,结合始末距离和符号距离定义一种新的距离度量方式,以更客观地度量时间序列间的相似性。理论分析表明,该距离度量满足下界定理。在20组UCR时间序列数据集上的实验表明,所提SAX_SM方法在13个数据集中获得了最高的分类准确率(包含并列最大的),而SAX只在6个数据集中获得了最高的分类准确率(包含并列最大的),因此SAX_SM具有比SAX更优的分类效果。 展开更多
关键词 时间序列数据 序列段 始末距离 符号距离
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具有n-3个悬挂点的树的距离无符号拉普拉斯谱半径(英文) 被引量:1
13
作者 余桂东 龚奇娟 段兰 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期176-180,共5页
一个连通图G的距离无符号拉普拉斯谱半径是G的距离无符号拉普拉斯矩阵的谱半径.G的距离无符号拉普拉斯矩阵定义为Q(G)=Tr(G)+D(G),这里Tr(G)是G的顶点传递的对角阵,且D(G)是G的距离矩阵.研究了所有n阶具有n-3个悬挂点的树的距离无符号... 一个连通图G的距离无符号拉普拉斯谱半径是G的距离无符号拉普拉斯矩阵的谱半径.G的距离无符号拉普拉斯矩阵定义为Q(G)=Tr(G)+D(G),这里Tr(G)是G的顶点传递的对角阵,且D(G)是G的距离矩阵.研究了所有n阶具有n-3个悬挂点的树的距离无符号拉普拉斯谱半径的极小值,并刻画了一类n阶具有n-3个悬挂点的树的距离无符号拉普拉斯谱半径的极大值与极小值. 展开更多
关键词 距离符号拉普拉斯矩阵 距离符号拉普拉斯谱半径
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含割点的连通图的最小距离无符号Laplace谱半径 被引量:1
14
作者 李小新 查淑萍 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期982-985,共4页
在含割点的n阶连通图类中,通过运用特征向量研究特征值的方法,确定了具有最小距离无符号Laplace谱半径的唯一的图,并且给出了距离无符号Laplace谱半径关于阶数n的一个下界.
关键词 距离符号Laplace矩阵 谱半径 割点
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Z_4上长为2~s的负循环码的符号对距离 被引量:1
15
作者 冯杰明 开晓山 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第1期136-140,共5页
符号对码是随着信息技术发展而产生的一种新型纠错码,它能对符号对读信道中符号对信息进行保护,符号对距离是衡量符号对码纠错能力的一个重要参数。文章利用Z_4上长为2~s的负循环码的结构和汉明距离,确立了Z_4上长为2~s的所有负循环码... 符号对码是随着信息技术发展而产生的一种新型纠错码,它能对符号对读信道中符号对信息进行保护,符号对距离是衡量符号对码纠错能力的一个重要参数。文章利用Z_4上长为2~s的负循环码的结构和汉明距离,确立了Z_4上长为2~s的所有负循环码的符号对距离,给出了Z_4上长为2~s的负循环码的符号对距离分布。 展开更多
关键词 符号对码 符号距离 汉明距离 负循环码
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基于GPU并行计算的拓扑优化全流程加速设计方法
16
作者 张长东 吴奕凡 +3 位作者 周铉华 李旭东 肖息 张自来 《航空制造技术》 北大核心 2025年第12期34-41,67,共9页
随着大尺寸航空航天装备的发展需求,高效高精度的大规模拓扑优化设计成为该领域关注的焦点。针对现有大规模拓扑优化设计存在的计算量巨大、计算效率低下等问题,基于GPU并行计算开展了拓扑优化全流程加速设计方法的研究。对网格划分、... 随着大尺寸航空航天装备的发展需求,高效高精度的大规模拓扑优化设计成为该领域关注的焦点。针对现有大规模拓扑优化设计存在的计算量巨大、计算效率低下等问题,基于GPU并行计算开展了拓扑优化全流程加速设计方法的研究。对网格划分、刚度矩阵计算与组装、有限元求解等过程进行了并行加速,实现了高效高精度的体素网格划分及有限元过程的高效求解。此外,该方法针对拓扑优化设计过程的加速需求,对灵敏度过滤过程进行了并行加速处理。以300万体素单元的姿态推力器模型为设计对象,发现相比于Abaqus 2022软件的拓扑优化并行加速计算,本文所提方法的加速比提高了1259%,且两种方法的相似度极高,验证了所提方法的有效性与实用性。 展开更多
关键词 拓扑优化 并行计算 GPU加速 符号距离 稀疏矩阵 网格划分
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关于图的距离无符号拉普拉斯谱半径的下界
17
作者 朱银芬 王国平 陈星 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期347-350,共4页
若一个连通图G的点集是V(G)={v1,v2,…,vn},那么图G的距离矩阵D(G)=(dij),其中dij表示点vi与vj之间的距离.令TrG(vi)表示点vi到图G中其他所有点的距离之和,Tr(G)表示i行i列位置的元素TrG(vi)的对角矩阵.图G的距离无符号拉普拉斯矩阵QD(G... 若一个连通图G的点集是V(G)={v1,v2,…,vn},那么图G的距离矩阵D(G)=(dij),其中dij表示点vi与vj之间的距离.令TrG(vi)表示点vi到图G中其他所有点的距离之和,Tr(G)表示i行i列位置的元素TrG(vi)的对角矩阵.图G的距离无符号拉普拉斯矩阵QD(G)=Tr(G)+D(G).QD(G)的最大特征值λQ(G)是图G的距离无符号拉普拉斯谱半径.该文确定了给定匹配数的n个点的图的距离无符号拉普拉斯谱半径的下界. 展开更多
关键词 距离符号拉普拉斯矩阵 谱半径 匹配数
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给定团数的图的距离无符号拉普拉斯谱半径
18
作者 李金溪 杨墁 尤利华 《华南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第6期118-123,共6页
设G是n阶简单连通图,T(G)表示图G的点传递度对角矩阵,D(G)表示距离矩阵,G的距离无符号拉普拉斯矩阵定义为:Q(G)=T(G)+D(G),相应的谱半径(即最大特征值)记作q^D(G).图G中一个相互邻接的顶点子集称为G的一个团,定义G的团数为其最大团的顶... 设G是n阶简单连通图,T(G)表示图G的点传递度对角矩阵,D(G)表示距离矩阵,G的距离无符号拉普拉斯矩阵定义为:Q(G)=T(G)+D(G),相应的谱半径(即最大特征值)记作q^D(G).图G中一个相互邻接的顶点子集称为G的一个团,定义G的团数为其最大团的顶点个数,记作ω(G).图G的一个正常着色是指使得G中任意2个相邻的顶点着不同颜色的一种着色方案.在G的所有正常着色中,所需颜色数目的最小值称为G的色数,记作!(G).显见,!(G)≥ω(G).为了研究给定团数ω(G)=ω的n阶简单连通图G中取得最小距离无符号拉普拉斯谱半径的极图,文中综合运用代数、矩阵论与图论等方法,分如下2种情形进行讨论:(1)!(G)=ω(G)=ω;(2)X(G)>ω(G)=ω.证明了Turan图T_(n,ω)是团数为ω的n阶简单连通图中具有最小距离无符号拉普拉斯谱半径的唯一图. 展开更多
关键词 连通图 团数 距离符号拉普拉斯谱半径
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距离无符号拉普拉斯谱半径的一个注记
19
作者 王燕娜 周波 《应用数学》 CSCD 北大核心 2022年第3期695-700,共6页
本文提出三种使得距离无符号拉普拉斯谱半径变小的图的嫁接变换,并确定了距离无符号拉普拉斯谱半径取得最小值的恰有k个圈且含有悬挂顶点的n阶仙人掌图.
关键词 距离符号拉普拉斯谱半径 嫁接变换 仙人掌图 悬挂顶点
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基于改进序列凸优化的多无人机航迹规划方法 被引量:1
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作者 穆凌霞 李筱 +3 位作者 王斑 张友民 冯楠 薛向宏 《智能系统学报》 北大核心 2025年第1期128-138,共11页
随着人工智能技术的迅速发展,利用多架无人机执行飞行任务成为研究的热点之一。本文研究多架无人机到达同一目标点的航迹规划问题,首先建立最优控制问题,采用符号距离函数将非凸避障约束进行凸化;接着考虑了无人机离散序列间的避障约束... 随着人工智能技术的迅速发展,利用多架无人机执行飞行任务成为研究的热点之一。本文研究多架无人机到达同一目标点的航迹规划问题,首先建立最优控制问题,采用符号距离函数将非凸避障约束进行凸化;接着考虑了无人机离散序列间的避障约束,保证在连续时间内多无人机的飞行安全;最后提出了自适应信赖域序列凸优化算法,能够保证在每次序列迭代中都能找到近似凸子问题的解,快速求解得到多无人机最优航迹。该算法适用于威胁环境下多无人机协同到达指定的目标点,具有较快的收敛速度。 展开更多
关键词 多无人机 航迹规划 避障约束 符号距离函数 凸优化 自适应信赖域 近似凸子问题 协同到达
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