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基于分段评价遗传算法的移动机器人路径规划
1
作者 谢嘉 孙帅浩 +3 位作者 李永国 梁锦涛 金昌兵 陈学飞 《传感技术学报》 北大核心 2025年第6期1064-1071,共8页
针对传统遗传算法在处理路径规划问题时存在适应性差、收敛速度慢和易早熟等问题,提出一种基于分段评价路径的改进遗传算法。设计一种动态权重适应度函数,在线调节参数并考虑坡度因素,来增强算法对复杂环境的适应能力;提出一种新的交叉... 针对传统遗传算法在处理路径规划问题时存在适应性差、收敛速度慢和易早熟等问题,提出一种基于分段评价路径的改进遗传算法。设计一种动态权重适应度函数,在线调节参数并考虑坡度因素,来增强算法对复杂环境的适应能力;提出一种新的交叉变异方式,分段评价个体后进行有选择性的交叉和变异,提升算法的寻优能力,加快收敛速度;采用模糊控制在线调节交叉变异概率,避免算法早熟;引入删除算子剔除冗余节点,提高最优解的平滑性;在20×20和30×30地图环境上进行仿真实验,结果表明所提算法具有更强的适应能力,改进型交叉变异能更快地搜索到更优路径,在线调节交叉变异概率很好地避免了算法早熟,最终解在路径长度、收敛速度及平滑度上均有提升。 展开更多
关键词 路径规划 分段评价路径 改进遗传算法 动态权重适应度函数 选择性交叉变异 模糊控制
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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：3
2
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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概率采样和目标偏置的变步长RRT^(*)机器人路径规划
3
作者 盛兆康 宋家乐 +2 位作者 水翔 宋廷强 孙媛媛 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第20期114-122,共9页
针对传统RRT^(*)改进算法路径规划的随机性大、效率低、搜索时间长、路径质量差等问题,提出了一种名为ASP-RRT^(*)的高效路径规划方法。该方法结合任务需求和环境特点,构建了一个包含目标距离、参考路径距离和障碍物复杂度的综合评价函... 针对传统RRT^(*)改进算法路径规划的随机性大、效率低、搜索时间长、路径质量差等问题,提出了一种名为ASP-RRT^(*)的高效路径规划方法。该方法结合任务需求和环境特点,构建了一个包含目标距离、参考路径距离和障碍物复杂度的综合评价函数,并将地图环境分成不同区域,利用该评价函数对每个区域进行评分并计算其采样概率。基于这种概率设计了两种随机采样点,第一种用于引导整体路径探索方向,第二种用于优化局部路径。与此同时,使用目标偏置策略进一步控制第二种采样点的选取,加快向目标点扩展的速度。此外,采用动态步长策略,根据障碍物的复杂度动态调整RRT^(*)的扩展距离。分段使用三次样条插值法对路径进行优化,使其更适合机器人移动。在六种不同环境中对算法进行仿真实验,结果表明,ASP-RRT^(*)在时间效率和路径质量等方面均优于现有的基于采样的路径规划方法,且具有较高的可行性。 展开更多
关键词 路径规划 评价函数 RRT^(*) ASP-RRT^(*) 目标偏置 三次样条插值法
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有人/无人机协同对地打击路径规划方法研究
4
作者 汤佳衡 肖博漪 +2 位作者 丁晨博 范恒知 吕茂隆 《现代防御技术》 北大核心 2025年第4期27-35,共9页
针对有人/无人机协同作战中路径规划的复杂性及传统方法在动态环境中的局限性,提出了一种融合改进型DWA算法和Dijkstra算法的路径规划方法。该方法通过优化轨迹评价函数,有效规避动态障碍物,确保有人/无人机编队在任务时间窗约束下实现... 针对有人/无人机协同作战中路径规划的复杂性及传统方法在动态环境中的局限性,提出了一种融合改进型DWA算法和Dijkstra算法的路径规划方法。该方法通过优化轨迹评价函数,有效规避动态障碍物,确保有人/无人机编队在任务时间窗约束下实现最优路径规划。仿真实验表明,该方法在应对复杂变化战场环境时,能有效提升路径优化效果,同时增强了路径规划在不同场景下的泛化性与鲁棒性。 展开更多
关键词 有人/无人机协同 路径规划 DIJKSTRA算法 DWA算法 轨迹评价函数
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超大城市外围乡村地域功能的演化路径及定位建议 被引量：11
5
作者 杨帆 赵之枫 胡智超 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期276-285,共10页
掌握功能演化规律,合理确定功能定位,有助于乡村多元价值的挖掘和实现,是乡村地域高质量发展的前提。该研究以超大城市北京的外围乡村地域作为典型案例,基于乡村地域功能的内涵和分类,构建了适用于长时间序列乡村地域功能强度测度的评... 掌握功能演化规律,合理确定功能定位,有助于乡村多元价值的挖掘和实现,是乡村地域高质量发展的前提。该研究以超大城市北京的外围乡村地域作为典型案例,基于乡村地域功能的内涵和分类,构建了适用于长时间序列乡村地域功能强度测度的评价指标体系,测度和识别了2000—2020年北京不同乡村地域的功能强度及功能结构,分析和总结了研究期间北京乡村地域的功能结构演化过程及形成路径。结果表明:1)超大城市乡村地域不同功能的强度呈现出显著的区域差异,功能结构整体呈现从单一优势功能主导向多种优势功能主导的演化趋势;2)功能结构能够反映不同类型乡村地域发展的差异,基于功能结构的演化特征,可以将超大城市外围乡村地域的功能结构演化过程归纳为“功能强化升级式路径”、“功能调整转换式路径”“功能综合完善式路径”3类发展路径;3)强化生活服务功能是当前城乡融合发展目标下推动超大城市外围乡村地域功能多元化和高质量发展的首要举措;4)通过分析优势功能及功能结构的演化过程,可以明确不同乡村地域的发展特征并指导其功能定位的制定,有利于分类推动超大城市外围乡村地域的多元化发展。研究结果丰富了乡村多功能理论的典型地域案例,可为超大城市外围乡村地域的功能定位设定及发展路径的决策和实践提供参考。 展开更多
关键词 乡村地域 功能评价 功能结构 演化路径 超大城市
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改进A^(*)算法的移动机器人全局路径规划 被引量：4
6
作者 熊勇刚 李波 +2 位作者 姚焘 付茂林 李城炫 《电子测量技术》 北大核心 2024年第5期31-36,共6页
针对A^(*)算法在移动机器人路径规划存在搜索效率低,路径斜穿障碍物顶点,路径拐弯多等问题。提出一种改进的A^(*)算法,首先在A^(*)算法的邻域扩展中采用避免斜穿障碍物顶点的策略;再引入障碍物因素对评价函数进行指数加权,减少不必要的... 针对A^(*)算法在移动机器人路径规划存在搜索效率低,路径斜穿障碍物顶点,路径拐弯多等问题。提出一种改进的A^(*)算法,首先在A^(*)算法的邻域扩展中采用避免斜穿障碍物顶点的策略;再引入障碍物因素对评价函数进行指数加权,减少不必要的搜索,提高A^(*)算法的效率和灵活性,使算法偏向于选择障碍物较少的路径;最后使用三次优化折线的策略,加入障碍物安全距离,减少路径上的冗余节点和拐弯。使用MATLAB进行实验仿真,结果表明,在20 m×20 m、40 m×40 m、60 m×60 m栅格地图环境下,改进A^(*)算法较传统A^(*)算法,搜索时间分别减少70.12%、84.31%、91.44%,扩展节点分别减少53.77%、71.20%、74.30%,路径累计拐弯角度分别减少70.48%、76.31%、82.18%,改进A^(*)算法能够有效的提高移动机器人路径规划的效率,路径更为平滑和安全,且在复杂环境中优势更为明显。 展开更多
关键词 A^(*)算法 评价函数 领域扩展 安全距离 路径规划
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复杂环境下DWA与RRT算法融合的AUV局部路径规划 被引量：2
7
作者 李娟 张子浩 张宏瀚 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期961-973,共13页
针对复杂水下环境下的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)局部路径规划问题,传统动态窗口法(dynamic window approach,DWA)存在复杂障碍物中陷入局部停滞,动态避障性能不佳等问题,本文提出了一种基于DWA与快速随机搜索... 针对复杂水下环境下的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)局部路径规划问题,传统动态窗口法(dynamic window approach,DWA)存在复杂障碍物中陷入局部停滞,动态避障性能不佳等问题,本文提出了一种基于DWA与快速随机搜索树(rapid-exploration random tree,RRT)算法融合的路径规划算法。改进的DWA算法速度空间根据整个动态窗口的周期生成,重设了评价函数并结合AUV任务环境引入洋流能耗评价函数;改进的RRT算法在局部已知空间内规划导引点,帮助DWA脱离局部停滞状态并实现更安全的动态避障。将2种算法融合,实现了AUV在复杂水下环境中的局部路径规划。仿真表明,该融合算法能够降低AUV在洋流中的能耗代价,解决了DWA在复杂障碍物中陷入局部停滞的问题,能够安全有效地躲避动态避障物。 展开更多
关键词 自主水下航行器 路径规划 动态窗口 快速扩展随机树 速度空间 评价函数 水下环境 动态避障
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基于改进DWA的四轮差速移动底盘模型算法研究
8
作者 张延军 韩雨 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第9期98-103,107,共7页
针对四轮差速移动底盘在路径规划中遇到的局部最优问题以及目标不可达到的问题,提出了一种改进的动态窗口法(dynamic window approach,DWA)。在传统DWA算法的基础上对评价函数进行了改进,针对局部最优问题,引入预碰撞评价函数,能够使移... 针对四轮差速移动底盘在路径规划中遇到的局部最优问题以及目标不可达到的问题,提出了一种改进的动态窗口法(dynamic window approach,DWA)。在传统DWA算法的基础上对评价函数进行了改进,针对局部最优问题,引入预碰撞评价函数,能够使移动底盘在移动过程中提前避开位于移动底盘和目标点之间的障碍物以及凹型障碍物;针对目标不可达问题,改进航向评价函数的权重系数,将航向角评价函数权重系数设为随移动底盘与目标距离减小而增大的权重函数,能够有效解决目标不可达问题。改进后的DWA算法可通过新的评价函数规划出更为合理高效的移动路径。通过对改进DWA算法进行MATLAB仿真实验验证表明,改进后的DWA算法具有良好的效果,保证了四轮差速移动底盘良好的避障性能。 展开更多
关键词 路径规划 四轮差速 改进动态窗口法(DWA) 评价函数
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改进A^(*)算法的校园无人配送路径规划 被引量：4
9
作者 张文明 吴岳忠 +3 位作者 文亚 刘富民 谭筠 邓彬 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第19期275-282,共8页
目的以校园为应用场景,针对A^(*)算法规划的路径存在搜索效率低、拐角大且不符合校园无人配送车的运行约束条件等问题,提出一种基于A^(*)算法改进的高效路径搜索算法。方法首先通过改进评价函数的具体计算方式并为预估函数部分附加一个... 目的以校园为应用场景,针对A^(*)算法规划的路径存在搜索效率低、拐角大且不符合校园无人配送车的运行约束条件等问题,提出一种基于A^(*)算法改进的高效路径搜索算法。方法首先通过改进评价函数的具体计算方式并为预估函数部分附加一个权重系数来减少不必要的往返搜索,以提高搜索速度;然后计算向量角和作线段来剔除冗余节点,以减小路径总长度;接着对OPEN表的数据存储结构进行替换,使用最小堆替换数组以更快访问最优节点,提升算法计算效率;最后采用贝塞尔曲线对路径进行平滑处理,使带尖角的地方变平滑,减小拐角。结果通过实验结果可知,改进后的A^(*)算法相比于传统A^(*)算法的搜索效率提高了58%,路径平滑程度也有显著提高。结论改进后的A^(*)算法可以用于校园无人车的路径规划,验证了算法的可行性。 展开更多
关键词 路径规划 A^(*)算法 评价函数 贝塞尔曲线 校园无人配送
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基于最短路的复杂配电网可靠性评估分块算法 被引量：48
10
作者 周念成 谢开贵 +2 位作者 周家启 赵渊 刘洋 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第22期39-44,共6页
配电网具有闭环设计、开环运行、网络中配置的开关相对较少的特点。基于该特点,应用最短路方法和分块技术提出大规模复杂配电网可靠性评估算法。给出配电网馈线末端节点、边界节点的定义以及块的定义和性质。基于最短路提出配电网分块... 配电网具有闭环设计、开环运行、网络中配置的开关相对较少的特点。基于该特点,应用最短路方法和分块技术提出大规模复杂配电网可靠性评估算法。给出配电网馈线末端节点、边界节点的定义以及块的定义和性质。基于最短路提出配电网分块形成算法,进而提出配电网可靠性评估算法。故障模拟时,文中方法以“块”为单位代替常规方法以“元件”为单位进行分析,利用最短路法确定开关元件的影响范围,节省了大量重复的开关元件搜索时间。应用该算法对RBTS及大量实际工程系统进行了可靠性评估,算例表明该算法具有高效性和工程实用性。 展开更多
关键词 复杂配电网络 可靠性评估 最短路算法 分块技术
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移动机器人路径规划的改进蚁群优化算法 被引量：30
11
作者 赵娟平 高宪文 +1 位作者 符秀辉 刘金刚 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期457-461,共5页
针对蚁群算法易陷入局部最优的缺点,提出了一种复杂静态环境下移动机器人路径规划的改进蚁群优化算法—差分演化混沌蚁群算法.该算法利用差分演化算法进行信息素的更新,同时对可能出现的停滞现象,在信息素更新时加入了混沌扰动因子,算... 针对蚁群算法易陷入局部最优的缺点,提出了一种复杂静态环境下移动机器人路径规划的改进蚁群优化算法—差分演化混沌蚁群算法.该算法利用差分演化算法进行信息素的更新,同时对可能出现的停滞现象,在信息素更新时加入了混沌扰动因子,算法还采用了一个新的评价函数;从而增强了算法的逃逸能力,避免了路径死锁现象,也提高了最优路径的搜索效率.仿真结果表明:即使在障碍物非常复杂的环境,本算法仍能快速规划出安全的优化路径.效果令人满意. 展开更多
关键词 移动机器人 路径规划 蚁群算法 差分演化 评价函数 混沌
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K(≤3)条渐次短路径搜索算法的研究 被引量：7
12
作者 牛新奇 潘荫荣 胡幼华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第22期51-53,共3页
Dijkstra算法是经典的最短路径搜索算法。该文在Dijkstra算法的基础上,提出了在单限制多权值的条件下k(≤3)条渐次短路径的搜索算法。算法的实例表明,该算法切实有效。
关键词 最短路径 k条渐次短路径 评价函数
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一种给定脆弱性环境下的安全措施效用评估模型 被引量：18
13
作者 吴迪 冯登国 +1 位作者 连一峰 陈恺 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1880-1898,共19页
评估信息系统安全措施效用是改进系统信息安全绩效的一条重要途径.传统方法在评估安全措施效用时并没有考虑业务数据流、攻击流和安全措施要素之间的相互作用和影响,无法保证评估过程和结果的有效性.提出了一种给定脆弱性环境下的信息... 评估信息系统安全措施效用是改进系统信息安全绩效的一条重要途径.传统方法在评估安全措施效用时并没有考虑业务数据流、攻击流和安全措施要素之间的相互作用和影响,无法保证评估过程和结果的有效性.提出了一种给定脆弱性环境下的信息系统安全措施效用评估方法,应用颜色Petri网为系统业务数据流、攻击流和安全措施要素进行统一建模.通过设计节点间脆弱性利用图生成算法和改进的Dijkstra算法识别所有可能破坏信息系统安全属性的最短攻击路径,使用层次评价模型评估系统安全措施的效用.给出了一种基于多属性决策的系统最优信息安全效用提升方案选择算法.改善评估过程对人员主观经验的依赖问题,有助于保证评估结果的一致性和可追溯性.以一个具体的Web业务系统为例进行实验,验证了所提出的模型和方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 信息安全措施 效用评估 颜色PETRI网 最短攻击路径 多属性决策
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求带多个限制条件的单源多权最短路径算法 被引量：5
14
作者 戴树贵 潘荫荣 +1 位作者 胡幼华 孙强 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2004年第12期78-81,共4页
带限制条件的多权最短路径问题具有广泛的应用。本文给出一个通过按字典序生成从源顶点到目标顶点的非支配路径的方法 ,求出满足限制条件的最短路径的算法 ,并且分析了算法的时间复杂度。
关键词 单源多权最短路径算法 时间复杂度 数学模型 计算机
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面向路径覆盖的演化测试用例生成技术(英文) 被引量：27
15
作者 谢晓园 徐宝文 +1 位作者 史亮 聂长海 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期3117-3136,共20页
为了解决目前结构性演化测试主要集中于面向语句、分支等覆盖标准,缺乏面向路径覆盖标准的问题,提出了基于相似性度量的适应值函数构造方法,以用于生成覆盖指定路径的测试用例.首先给出适应值函数构造基本模型,即利用测试数据的真实执... 为了解决目前结构性演化测试主要集中于面向语句、分支等覆盖标准,缺乏面向路径覆盖标准的问题,提出了基于相似性度量的适应值函数构造方法,以用于生成覆盖指定路径的测试用例.首先给出适应值函数构造基本模型,即利用测试数据的真实执行轨迹来评估它相对于指定路径的适应值.该模型的核心在于度量执行轨迹与指定路径之间的相似度,为此给出了3种不同的相似度度量算法.该模型可以完全自动化地为每一条目标路径构造出特定的适应值函数.实验结果表明,相对于其他路径测试方法,该方法在针对复杂路径的情况下具有一定的优势.此外,实验结果还指出了该方法的适用性范围和局限所在. 展开更多
关键词 软件测试 演化测试 路径覆盖测试 适应值函数设计 相似性度量
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带限制条件的多权最短路径近似算法 被引量：7
16
作者 戴树贵 孙强 潘荫荣 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第7期88-91,共4页
带限制条件的多权最短路径问题具有广泛的用途。该文针对有向图，给出了一个带一个限制条件的多权最短路径的近似算法并且分析了它的时间复杂度。
关键词 最短路径 权 评价函数 时间复杂度 空间复杂度
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散乱数据点集曲线重构的最短路逼近算法 被引量：6
17
作者 刘丽 伯彭波 张彩明 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期2172-2179,共8页
给出了散乱数据点集曲线重构的最短路逼近算法.算法根据数据点的分布构造带权连通图,通过求解带权连通图的最短路径,将散乱数据点集的曲线重构问题转化为有序数据点集的曲线重构问题.算法可以对单连通、多连通和封闭的数据点集进行重构... 给出了散乱数据点集曲线重构的最短路逼近算法.算法根据数据点的分布构造带权连通图,通过求解带权连通图的最短路径,将散乱数据点集的曲线重构问题转化为有序数据点集的曲线重构问题.算法可以对单连通、多连通和封闭的数据点集进行重构.重构曲线较好地保持了数据点集的形状和走向,尤其是带尖点的数据点集的形状特征.最后给出不同拓扑结构的数据点集的重构曲线实例. 展开更多
关键词 重构 势函数 DELAUNAY三角化 最短路径 连通
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关于最短路问题的一个双目标优化问题 被引量：9
18
作者 李帮义 姚恩瑜 《运筹学学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期67-71,共5页
本文研究了一个双目标最短路问题的变形问题,在该变形问题中,一个目标函数还是路的长度,另一个目标函数则是路的容量.在Pareto-optimal最优解的意义下,本文给出了一个时间复杂性为O（n3）的算法,在字典序最优解的意义下,本文给出了一个... 本文研究了一个双目标最短路问题的变形问题,在该变形问题中,一个目标函数还是路的长度,另一个目标函数则是路的容量.在Pareto-optimal最优解的意义下,本文给出了一个时间复杂性为O（n3）的算法,在字典序最优解的意义下,本文给出了一个时间复杂性为O（n2）的算法. 展开更多
关键词 算法 时间复杂性 双目标优化问题 最短路问题 变形问题 最优解 组合优化
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三角网格表面近似测地线的计算 被引量：11
19
作者 童晶 陈正鸣 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期180-185,共6页
为了有效地计算三角网格表面任意两点间的近似测地线,将三角网格模型表示成带权图,计算带权图上两点间的最短路径,并迭代细分最短路径邻域内的边以构造新的带权图求解.改进了细分顶点的生成策略,提出了邻域扩展的方法,提高了迭代运算速... 为了有效地计算三角网格表面任意两点间的近似测地线,将三角网格模型表示成带权图,计算带权图上两点间的最短路径,并迭代细分最短路径邻域内的边以构造新的带权图求解.改进了细分顶点的生成策略,提出了邻域扩展的方法,提高了迭代运算速度,有效地解决了迭代细分算法容易陷入局部最优的问题;并把测地线距离应用于径向基函数,实现了一种曲面变形算法.实验表明该算法达到了较好的效果. 展开更多
关键词 三角网格 测地线 最短路径 径向基函数
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双差速驱动移动机器人路径跟踪混合控制律研究 被引量：9
20
作者 武星 朱琳军 +2 位作者 石陈陈 楼佩煌 钱晓明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期51-58,共8页
针对双差速驱动移动机器人的路径跟踪问题,建立了双输入-双输出的非线性运动学模型并进行了输入-输出线性化,分析了冗余运动约束的速度协同条件,提出了一种融合偏差智能转化评价函数法和指数稳定控制的混合控制律。评价函数法可针对不... 针对双差速驱动移动机器人的路径跟踪问题,建立了双输入-双输出的非线性运动学模型并进行了输入-输出线性化,分析了冗余运动约束的速度协同条件,提出了一种融合偏差智能转化评价函数法和指数稳定控制的混合控制律。评价函数法可针对不同的偏差状态智能选择合适的控制量以将其转化到指数稳定控制的适用范围,再通过指数稳定控制实现姿态角偏差和距离偏差向零的同步收敛。数字仿真和实验测试结果表明,该混合控制律可平滑转化偏差状态、同步消除位姿偏差,使移动机器人精确、稳定地跟踪直线和圆弧导引路径。 展开更多
关键词 移动机器人 路径跟踪 双差速驱动 评价函数 指数稳定
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