基于新型栅格启发式算法的矿井机器人路径规划

在传统正方形栅格地图中,存在机器人遇到障碍物时沿对角线方向移动易与障碍物碰撞,其绕障和平稳性等方面的能力较差且实时探测过程中每步消耗的时间无法唯一确定等问题。针对上述问题,提出了以正六边形栅格化的工作环境为基础,采用改进的启发式路径搜索算法对多个并行移动的矿井机器人进行路径优化的方法。从绕障转角、绕障能力及最优路径3个方面,对单个机器人在正方形和正六边形栅格建模环境中的运动性能进行比较分析,结果表明:就单个机器人来说,正六边形栅格地图下的路径长度代价小于正方形栅格地图的路径长度代价;从单个机器人的路径规划来看,正六边形栅格地图更有利于获得最短路径,从而得出正六边形栅格比传统正方形栅格更适合于机器人工作环境的建模。针对多个协同操作的机器人并行移动的路径规划问题,在正六边形栅格化的工作空间建模基础上,采用改进的启发式路径搜索算法对多个机器人的路径进行优化:采用改进的启发式估计函数规划多个协同操作的机器人路径,该函数决定了当前机器人所在位置周围所有相邻栅格中哪一个即将被机器人遍历。依据机器人已经遍历的栅格数和候选栅格与该机器人目标栅格之间的变形曼哈顿距离,该启发式估计函数可评估出相邻栅格的适应度值。仿真结果表明:正六边形栅格地图在路径总长及算法运行时间上均比正方形栅格地图减少了10%以上,且有效避免了机器人与静态障碍物之间及机器人之间发生碰撞,提高了机器人的安全性;随着机器人数量的增多,改进的启发式路径搜索算法对正六边形栅格地图的机器人路径和算法运行时间的优化作用更加明显。

基于改进元胞蚁群算法的无人机路径规划

针对传统方法在解决复杂环境下无人机路径规划问题中仿真时长不一致、易陷入局部最优等问题,在栅格化地图的基础上,提出了改进元胞蚁群算法。首先,为统一仿真时间步长,采用六边形栅格地图对飞行空域进行建模;然后,提出一种改进元胞蚁群算法进行路径规划,算法引入势场概念对启发函数进行修正、采用差别搜索策略以引导蚁群快速向目标搜索,并设计一种自适应信息素更新方式以选出优质路线。实验结果表明,所提模型和算法解决了矩形栅格地图中仿真时长不统一的问题,并有效提升了路径寻优速度和全局搜索能力,避免算法陷入局部最优。

电磁环境复杂度量化及展现方法

如何对电磁环境的复杂性进行定量化的描述、评估及展现,是当前电磁环境研究面临的重点和难点问题。针对战场复杂电磁环境的特点和实际需求,综合研究了电磁环境复杂度的量化方法及展现方式。首先分析了电磁环境一般复杂性的内涵;然后基于监测信息提出了电磁环境一般复杂性的量化方法;并将量化指标进行离散化处理;最后针对电磁环境分布特点,给出了一种基于六边形网格的展现方式。结果表明,提出的评估方法能全面、准确地描述复杂电磁环境。