基于松弛Dijkstra算法的移动机器人路径规划

在栅格环境建模方法的前提条件下,针对在较大规模、障碍物密集的工作环境中移动机器人难以进行实时路径规划的问题,利用栅格地图的结构特点提出一种松弛的Dijkstra算法。该方法首先采用四邻域搜索在线性时间内构建从源点到全局各点的曼哈顿距离势场,然后从目标点向源点进行八邻域搜索并返回一条无碰撞、近似最优路径。经过Matlab仿真实验证实该方法在计算时间上比采用堆排序实现的Dijksta算法和A-star算法快10倍以上,在路径长度上与最短路径相比误差处于合理范围之内。

基于Dijkstra算法的平滑路径规划方法

移动机器人在复杂环境下沿Dijkstra算法规划的路径运动时,由于所规划的路径存在转折点多、部分转折角度小等问题,导致移动机器人不得不频繁转向,甚至要暂停才能完成转向,严重影响机器人的工作效率。利用几何拓扑学方法,结合实际场景信息,提出一种基于Dijkstra算法的平滑路径规划方法。根据应用场景获取连续化地图,将连续化地图离散化后随机生成离散点阵,计算各点之间的欧氏距离,选取与各离散点距离较近、且连线不跨越障碍的多个点,将其连接并生成离散图。在离散图中利用Dijkstra算法搜索最优路径作为引导路径。当移动机器人沿引导路径运动时,结合实际场景信息,采用几何拓扑学计算出移动机器人每一时刻应该采取的最佳动作和运行路线。实验结果表明:所提方法能够有效减少移动机器人运动中的累计转弯角度,增大最小平均转折角度,提高所规划路径的平滑度,从而缩短移动机器人的运动时间,提升机器人的工作效率。

裂缝泡沫流动特征及改进Dijkstra算法优势通道预测

泡沫在复杂缝网中的流动规律尚不明确,利用多种组合可视化裂缝模型,观察了泡沫在裂缝中的流动特征,采用改进的Dijkstra算法确定裂缝网络节点的加权图,预测了泡沫流动路径。结果表明,泡沫体积分数为90%时其流动阻力达到最大,泡沫在不同开度的平行裂缝流动时,优先在大开度裂缝中流动,在小开度的裂缝中存在气体滞留。在复杂缝网模型中,基于泡沫流体的波及范围和调堵机制对Dijkstra算法进行改进,模拟结果能够在一定程度上与实验结果进行拟合。这些发现验证了泡沫在裂缝型油藏中流动时考虑裂缝的必要性。

求解分裂可行问题的次梯度投影松弛算法

在无限维Hilbert空间中,区别于现有许多算法中的正交投影,采用次梯度投影法,提出求解分裂可行问题的次梯度投影松弛算法,并利用次梯度算子的cutter性质以及分类讨论的思想,证明了次梯度投影松弛算法生成的序列弱收敛于分裂可行问题的解.

求最短路径的Dijkstra形式模型与算法

计算模型(概念模型、形式模型)是计算学科最基础的概念,针对传统算法类教学存在的忽视计算模型的问题,以最短路径求解的Dijkstra算法为例,探讨如何构造其形式模型,给出基于模型的算法,以及算法的正确性证明、复杂性分析和算法实现,介绍用抽象、理论和设计3个学科形态拆分该算法求解问题的整个过程,以达到控制和降低问题求解复杂性,提高学生求解复杂问题能力的目的。

融合改进Dijkstra算法和MPC的单舵轮机器人路径规划

为提高单舵轮机器人在路径规划性能和路径跟踪精度,提出一种融合改进Dijkstra算法和MPC的路径规划算法。首先,对比Dijkstra算法和A^(*)算法两种方法获得的路径规划轨迹长度;随后,改进Dijkstra算法,替换与障碍物碰撞的子路径段,并对路径进行平滑优化处理;再者,建立单舵轮机器人数学模型,基于优化后的MPC算法,分别以直线和圆弧路径跟踪进行仿真。仿真实验结果表明,跟踪直线速度从1.19 m/s平稳到达1.91 m/s,角加速度为1 rad/s^(2),跟踪圆弧速度从1.19 m/s增加至2 m/s,角速度平稳变化;最后,通过样机实验结果表明,MPC算法能够使得单舵轮移动机器人运动高度贴合改进的Dijkstra算法路径规划的轨迹,且行驶平稳。

融合改进Dijkstra算法和动态窗口法的移动机器人路径规划

为解决移动机器人在智能制造车间的全局路径规划和局部动态避障问题,提出一种融合改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法,对传统Dijkstra算法的路径进行平滑优化,使得路径轨迹更加平滑,动态改变DWA算法中速度评价权重函数,提高避障效率。仿真结果表明,改进Dijkstra算法路径平滑优化后,平均路程缩短比例为0.65%,平均偏航角震荡次数减少了67.70%,改进后的DWA算法运行路程缩小9.68%,路径转折次数降低了33%,运行时间缩短3.88%。基于改进的Dijkstra算法和改进的DWA算法提出一种融合算法,仿真和样机实验结果表明:面对静态、动态障碍物,机器人运行线速度平缓,轨迹光滑,角速度波动明显,证明机器人运动稳定,实时调整方位,具有良好的避障能力。并且多次机器人循环定点实验中机器人纵向(X轴方向)平均误差≤30 mm,横向(Y轴)平均误差≤30 mm,定位精度满足工业需求。

非负拉格朗日松弛优化的子空间聚类算法

传统的子空间聚类和谱聚类中普遍使用谱松弛方法聚类,需要先计算拉普拉斯矩阵的特征向量。特征向量中包含负数,根据元素的正负可以直接得到二类聚类的结果。对于多类聚类问题,需要递归地进行二划分,或在特征向量空间中使用k-means算法聚类,分配类簇标签是间接的,这种后处理的聚类方式会增加聚类结果的不稳定性。针对谱松弛的问题,提出了一种非负拉格朗日松弛优化的子空间聚类算法,在目标函数中集成了自表示学习和秩约束。通过非负拉格朗日松弛来求解相似性矩阵和隶属矩阵,并保持隶属矩阵的非负性。在这种情况下,原来的隶属矩阵就变成了类簇的后验概率,当算法收敛时,只需将数据点分配给具有最大后验概率的类簇,即可得到聚类结果。与已有的子空间聚类和谱聚类方法相比,所提出的算法设计了新的优化规则,可以实现类簇标签的直接分配,不需要额外的聚类步骤。最后,给出了算法的收敛性证明。在5个基准聚类数据集上的大量实验表明,所提算法的聚类性能优于近几年来的子空间聚类方法。

基于Dijkstra算法的搬运车省时路径规划研究

近年来,制造业快速向着自动化、智能化发展,智能搬运车逐渐映入我们的眼帘。随着智能搬运车的普及,其路径规划的重要性也被重视。Dijkstra算法是经典的路径规划算法之一,而传统的Dijkstra算法只能保留一条最短路径。本文对Dijkstra算法进行改进,使其能够保留所有最短路径,再将保留的所有路径进行行驶时间的计算,经计算对比筛选出耗时最短的路径。达到不仅路程短,还耗时少的目标,可以有效地节省工作时间,提高效率。

基于Dijkstra算法的工业园区应急疏散路径规划

针对工业园区道路状况和气体泄露风险,并基于扩散模型泄漏范围的预测,应用Dijkstra算法提出了液体泄漏蒸发后的应急疏散路线规划方法。针对泄漏蒸发事故危险区域内外不同的情况生成相应的应急疏散路线。实际案例分析表明,该方案可以为工业园区提供泄漏蒸发情况下安全的疏散路线。

基于Dijkstra算法的移动机器人最短路径规划设计研究

本研究针对移动机器人的路径规划问题,结合Dijkstra算法进行了深入探讨。设计了一套针对移动机器人的最短路径规划系统,该系统全面考虑了机器人的运动约束、环境信息以及目标位置等关键因素。在此基础上,提出了一种基于Dijkstra算法的路径规划方案,旨在实现高效且精准的路径规划,为移动机器人的自主导航提供有力支持。

基于自动化码头的改进Dijkstra算法路径规划研究

针对自动化码头多路径规划中Dijkstra算法存有路径冲突的问题,引入时间窗防冲突判断模型对其进行改进。在Dijkstra算法从源节点向其他各节点逐步遍历的过程中,将时间窗冲突判断模型加到各路径节点上。通过改变规划中的路径节点向量,将每一个节点的所有前节点记录在路径节点向量中,在所有的路径中,搜索出一条最短路径,保证此最短路径与其他路径无冲突。在计算机上运用Matlab仿真软件进行算法验证,仿真结果显示,算法经过改进后,在规划多路径任务中能够得到预期效果。

一种基于Dijkstra的物流配送路径优化算法设计

在物流配送过程中,物流配送路径的选择是决定快递时效的关键因素。针对传统Dijkstra算法在大规模数据求解过程中效率低、耗时长的问题,文中对其进行了深入的改进和优化。在算法运行过程中,通过使用多标号模型对遍历过程进行了优化。同时,在运算过程中采用并行求解的模式来提升模型处理速度。实验测试结果表明,文中设计的路径优化算法相比传统Dijkstra算法,大规模数据的求解时间缩减了50%以上,算法并行加速比在大规模数据求解时达到了1.75倍,证明了所提算法的并行求解效率较高,具有良好的工程应用价值。

基于改进Dijkstra算法的水平循环类立体车库存取车辆路径优化模型

为缩短水平循环类立体车库车辆存取运行时间和用户平均等待时间,设计了一种改进Dijkstra算法的存取车辆运行路径优化模型。基于水平循环类立体车库存取车辆工作逻辑,在构建存取车辆路径运行时间模型的基础上,建立了立体车库的排队模型;以车辆平均排队队长和车辆排队等候时间为评价指标,在搜索方向、搜索范围及动态节点变化方面引入双向扇形动态Dijkstra算法进行优化。研究结果表明:相比于传统Dijkstra算法,改进Dijkstra算法提升了目标节点的搜索效率,且能弥补其缺乏动态搜索能力的缺陷,输出源节点与目标节点之间的最短路径,有效缩短存取车辆运行时间和用户平均等待时间,提升水平循环类立体车库服务效率。

基于Dijkstra算法的社区公共体育设施空间可达性策略研究——以日照市大学城为例

随着健康中国战略的有序推进,如何满足居民不断增长的健身需求,加强公共体育设施建设,合理规划健身场地布局,成为社会关切问题。本研究以日照市东港区大学城公共体育设施为研究对象,通过问卷调查、实地走访与数据分析等方法对社区公共体育设施的数量及分布进行分析。以日照大学城为例,利用Dijkstra算法建立最短路径模型以选择公共体育设施最佳分布位置。同时利用空间可达性理论对选址进行分析与评价,最终提出大学城公共体育设施空间布局优化策略。

基于层次决策模型和改进Dijkstra算法的地下停车场车辆引导方法研究

本文提出一种用户层次决策和改进Dijkstra引导相结合的地下停车场车位引导方法。首先采用改进Dijkstra算法搜索距离电梯口的距离最近的3个车位供用户选择;然后根据用户对停车位需求,采用层次化决策方法选出满足需求的目标停车位;最后采用Dijkstra算法,将车辆按照最短路径的方法引导到目标停车位。仿真结果表明,该引导方法实现了让用户根据需求参与选择最短路径的目标停车位,并将车辆从地下停车场入口引导到目标停车位,不仅减少了搜索车位数量和引导路径,提高了停车效率,而且实现了停车场车位引导的智能化和人性化。

基于Dijkstra算法的AMR集群协同调度研究

在环境复杂的柔性制造系统中进行合理地AMR(autonomous mobile robot)调度具有重要意义。针对AMR调度中的路径规划与任务分配,以最小化AMR完成任务时间为目标函数建立数学模型,并通过拓扑法进行地图建模;采用贪婪算法对间隔时间服从定长分布的订单进行任务分配,通过对AMR工作状态分类以减少算法运算量;基于Dijkstra算法进行全局路径规划,搜索AMR的全局最短路径,并通过AMR的激光雷达进行局部避障路径规划;最后,通过在openTCS平台进行调度仿真实验验证其有效性。

具有双重松弛项的改进惯性近端交替方向乘子法在结构化非凸和非光滑问题中的应用

针对结构化的非凸非光滑优化问题,提出了一种改进的惯性近端交替方向乘子法(Modified Inertial Proximal Alternating Direction Method of Multipliers, MID-PADMM)。该问题在多个领域,包括机器学习、信号处理和经济学中具有重要应用。现有算法在处理这类问题时,往往面临收敛速度慢或无法保证收敛的挑战。为了克服这些限制,引入了一种双重松弛项,以增强算法的鲁棒性和灵活性。理论分析表明,MID-PADMM算法在适当的条件下能够实现全局收敛,并且具有O(1/k)的迭代复杂度,其中k代表迭代次数。数值实验结果表明,与现有的状态最优算法相比,MID-PADMM在多个实例中展现出更快的收敛速度和更高的求解质量。

基于Dijkstra算法下本溪市旅游路线与最大旅游收入的研究

作为重要的经济产业,本溪地区的旅游业得到专家的关注。关于旅游产业,相关的各项成果丰富。针对旅游产业的发展,旅游线路、旅游模式、旅游营销等各种方式,对本溪地区的经济统筹发展具有重要意义。文章从实际考察得出的原始数据出发,运用优化模型Dijkstra算法,构建最优化的旅游空间线路,并且对不同的空间线路进行对比分析,得出最适合本溪地区发展的旅游模式,并且在这种情况下,运用MATLAB预测出本溪地区的旅游收入的最大资源。

融合改进RRT和Dijkstra算法的机器人动态路径规划

针对传统RRT算法在规划中随机性过大,节点利用率低且得出的路径并非最优等问题,从3个方面进行改进。首先,针对RRT在随机点采样过程中无方向性的问题,设置目标节点采样率,每次采样时目标点有几率成为采样点,使路径可以快速接近目标点;其次,动态设置步长使机器人能根据周围障碍物数量动态调整步长,减少迭代步数;最后,在得到RRT算法规划出的一条可行路径后,向周围扩展可行区域,将可行区域栅格化,通过Dijkstra算法找出可行区域中的最短路线,优化RRT算法得出的路线。最后将所获得的全局路径分段采用动态窗口算法。将RRT-Dijkstra融合算法与RRT算法、Dijkstra算法以及动态窗口算法在路径拐点数量以及路径长度等方面进行对比。实验表明,RRT-Dijkstra融合算法更高效,得到的路径更优。结合动态窗口算法后且能实现动态避障。