A three-dimensional path-planning approach has been developed to coordinate multiple fixed-wing unmanned aerial vehicles(UAVs)while avoiding collisions.The hierarchical path-planning architecture that divides the path...A three-dimensional path-planning approach has been developed to coordinate multiple fixed-wing unmanned aerial vehicles(UAVs)while avoiding collisions.The hierarchical path-planning architecture that divides the path-planning process into two layers is proposed by designing the velocityobstacle strategy for satisfying timeliness and effectiveness.The upper-level layer focuses on creating an efficient Dubins initial path considering the dynamic constraints of the fixed wing.Subsequently,the lower-level layer detects potential collisions and adjusts its flight paths to avoid collisions by using the threedimensional velocity obstacle method,which describes the maneuvering space of collision avoidance as the intersection space of half space.To further handle the dynamic and collisionavoidance constraints,a priority mechanism is designed to ensure that the adjusted path is still feasible for fixed-wing UAVs.Simulation experiments demonstrate the effectiveness of the proposed method.展开更多
利用出行特征数据识别综合交通运输通道是合理布局城市群综合运输通道的关键技术。本文基于城市群手机信令数据,提出一种综合运输通道识别四阶段方法框架,即数据准备、运输方式划分、最短路径搜索和通道识别。在运输方式划分方面,提出...利用出行特征数据识别综合交通运输通道是合理布局城市群综合运输通道的关键技术。本文基于城市群手机信令数据,提出一种综合运输通道识别四阶段方法框架,即数据准备、运输方式划分、最短路径搜索和通道识别。在运输方式划分方面,提出一种以运输平均速度和站点POI (Point of Interest)位置为决策变量的高速铁路、普速铁路和公路多方式划分算法。在最短路搜索方面,设计一种基于双向A*算法的最短路径搜索算法。在通道识别方面,基于行政边界划分通道区段并以运输量为综合运输通道区段判别参数。以京津冀城市群为例进行实证分析,结果表明,本文方法能够有效处理城市群手机信令数据,并识别出6条综合运输通道,验证了方法的可行性和准确性。在案例数据下,京津冀城市群公路和铁路的运输量占比分别为81.87%和18.13%,公路的短程运输客流较铁路更多;节假日因素显著提高了综合运输通道的客流量,平均运输量增加62.6%,平均客流周转量提升61.2%。展开更多
为解决四自由度(4 degree-of-freedom,4-DOF)无人水面船在动态不确定性和外部扰动下的路径跟踪问题,提出一种基于有限时间积分视线(finite-time integral line-of-sight,FT-ILOS)制导的自适应神经网络路径跟踪控制方法。在视线(line-of-...为解决四自由度(4 degree-of-freedom,4-DOF)无人水面船在动态不确定性和外部扰动下的路径跟踪问题,提出一种基于有限时间积分视线(finite-time integral line-of-sight,FT-ILOS)制导的自适应神经网络路径跟踪控制方法。在视线(line-of-sight,LOS)制导框架下,利用有限时间理论,引入积分机制和新的制导机制,实现船舶位置跟踪误差的有限时间收敛,且避免制导积分项引起的饱和风险。基于反步控制法设计框架,结合FT-ILOS制导方法,利用自适应神经网络逼近复合扰动项,利用虚拟参数学习技术解决“维数灾难”问题,同时利用动态面控制技术降低计算复杂度。为减少执行器响应频率和磨损,在控制律与执行器之间建立周期事件触发协议。通过李雅普诺夫稳定性分析证明闭环控制系统中所有信号均有界,通过MATLAB仿真对比实验验证所提控制方法的有效性和鲁棒性。展开更多
常规非线性反演方法虽然对初始模型的依赖大为减弱,但局部收敛现象和计算速度慢仍然是瓶颈.本文提出了一种新的反演方法——量子路径积分算法(Quantum Path Integral Algorithm,简称QPIA).该方法引入量子力学的横向场、传播子等概念,并...常规非线性反演方法虽然对初始模型的依赖大为减弱,但局部收敛现象和计算速度慢仍然是瓶颈.本文提出了一种新的反演方法——量子路径积分算法(Quantum Path Integral Algorithm,简称QPIA).该方法引入量子力学的横向场、传播子等概念,并充分利用量子隧穿效应,大大提高反演的效率,具体是通过对反演目标函数的构建,并以Feynman的传播子来构成模型的接收概率来实现.在对一维大地电磁模型和实际数据进行试验后,表明该方法比常规反演方法更能够精确、稳定和快速地逼近真实模型.展开更多
基金supported by the National Science Fund for Distinguished Young Scholars(52425211)BIT Research Fund Program for Young Scholars(XSQD-202201005).
文摘A three-dimensional path-planning approach has been developed to coordinate multiple fixed-wing unmanned aerial vehicles(UAVs)while avoiding collisions.The hierarchical path-planning architecture that divides the path-planning process into two layers is proposed by designing the velocityobstacle strategy for satisfying timeliness and effectiveness.The upper-level layer focuses on creating an efficient Dubins initial path considering the dynamic constraints of the fixed wing.Subsequently,the lower-level layer detects potential collisions and adjusts its flight paths to avoid collisions by using the threedimensional velocity obstacle method,which describes the maneuvering space of collision avoidance as the intersection space of half space.To further handle the dynamic and collisionavoidance constraints,a priority mechanism is designed to ensure that the adjusted path is still feasible for fixed-wing UAVs.Simulation experiments demonstrate the effectiveness of the proposed method.
文摘利用出行特征数据识别综合交通运输通道是合理布局城市群综合运输通道的关键技术。本文基于城市群手机信令数据,提出一种综合运输通道识别四阶段方法框架,即数据准备、运输方式划分、最短路径搜索和通道识别。在运输方式划分方面,提出一种以运输平均速度和站点POI (Point of Interest)位置为决策变量的高速铁路、普速铁路和公路多方式划分算法。在最短路搜索方面,设计一种基于双向A*算法的最短路径搜索算法。在通道识别方面,基于行政边界划分通道区段并以运输量为综合运输通道区段判别参数。以京津冀城市群为例进行实证分析,结果表明,本文方法能够有效处理城市群手机信令数据,并识别出6条综合运输通道,验证了方法的可行性和准确性。在案例数据下,京津冀城市群公路和铁路的运输量占比分别为81.87%和18.13%,公路的短程运输客流较铁路更多;节假日因素显著提高了综合运输通道的客流量,平均运输量增加62.6%,平均客流周转量提升61.2%。
文摘为解决四自由度(4 degree-of-freedom,4-DOF)无人水面船在动态不确定性和外部扰动下的路径跟踪问题,提出一种基于有限时间积分视线(finite-time integral line-of-sight,FT-ILOS)制导的自适应神经网络路径跟踪控制方法。在视线(line-of-sight,LOS)制导框架下,利用有限时间理论,引入积分机制和新的制导机制,实现船舶位置跟踪误差的有限时间收敛,且避免制导积分项引起的饱和风险。基于反步控制法设计框架,结合FT-ILOS制导方法,利用自适应神经网络逼近复合扰动项,利用虚拟参数学习技术解决“维数灾难”问题,同时利用动态面控制技术降低计算复杂度。为减少执行器响应频率和磨损,在控制律与执行器之间建立周期事件触发协议。通过李雅普诺夫稳定性分析证明闭环控制系统中所有信号均有界,通过MATLAB仿真对比实验验证所提控制方法的有效性和鲁棒性。
文摘常规非线性反演方法虽然对初始模型的依赖大为减弱,但局部收敛现象和计算速度慢仍然是瓶颈.本文提出了一种新的反演方法——量子路径积分算法(Quantum Path Integral Algorithm,简称QPIA).该方法引入量子力学的横向场、传播子等概念,并充分利用量子隧穿效应,大大提高反演的效率,具体是通过对反演目标函数的构建,并以Feynman的传播子来构成模型的接收概率来实现.在对一维大地电磁模型和实际数据进行试验后,表明该方法比常规反演方法更能够精确、稳定和快速地逼近真实模型.
