基于改进蚁群算法的农田水利灌区水管路径规划方法

常规的农田水利灌区水管路径规划方法以规避障碍物为主,水管布置节点分布较为分散,导致水管长度增加,降低了水管规划的经济效益。因此,设计了基于改进蚁群算法的农田水利灌区水管路径规划方法。测算农田水利灌区供水成本,将水管供水人工成本、公用费用考虑在内,为水管路径规划提供经济性决策条件。基于改进蚁群算法规划农田水利灌区水管最短路径,将农田水利灌区水管的规划路径降到最低,避免灌水水资源的浪费,最大程度优化灌区水管路径规划的经济性。采用对比实验,验证了该方法的经济效益更高,能够应用于实际生活中。

一种改进人工势场的路径规划方法

针对传统势场法路径规划存在的问题,提出了一种改进人工势场的路径规划方法。针对目标点不可达问题,在传统斥力函数的基础上引入与目标点之间的距离因子;通过建立一个虚拟目标点的方法处理传统人工势场法的局部最小点问题。通过仿真实验,验证了改进的算法是有效的:机器人到达了目标点,并且路径是平滑的。

基于改进蚁群算法的电力信息网络设备智能巡检机器人路径规划方法

巡检机器人在行驶时经常会与障碍物相撞,为避免出现此类错误,基于改进蚁群算法设计电力信息网络设备智能巡检机器人的路径规划方法。建立蚁群信息素初始化结构,获取目标区域的运动矩阵,设置智能巡检机器人的运动学约束条件,基于改进蚁群算法构造机器人路径规划估价函数。通过对计算巡检机器人的巡检完成度,设计智能巡检机器人路径规划算法。实验结果显示,该路径规划方法可以完整准确地规划无障碍物的路径以及有障碍物的路径,同时对必经路线上的障碍物进行反馈。对比不同光线条件下的路径规划效果可知,光线越充足,路径规划算法的迭代次数越少,避障准确率越高。

不同需求影响下的自行车出行路径规划方法

目前已有自行车出行路径规划方法普遍存在需求差异性考虑不足、方案精度较低等问题,无法满足人们逐步严苛的出行需求,根据出行多样化需求(单一需求、复合需求)进行规划方法研究可以拓宽自行车出行路径选择手段。以通勤性出行、事务性出行、休闲性出行作为主要出行目的,通过文献研究、实地调查和因素分析,确认了出行时间、出行安全和出行环境3个方面的需求以及各需求下的影响因素,基于北京市西城区路网基础数据进行数值标定、算法描述等,分别研究了单一需求和复合需求影响下的自行车出行路径规划方法,根据不同出行目的下的需求差异性分别给出推荐路径。考虑到过街影响提高了出行时间需求下的推荐精度,单一影响与复合影响的差异也可以提供更多自行车出行路径的选择方法。

基于电弧熔丝增材制造的复合路径规划方法

电弧熔丝增材制造(WAAM)适用于具有复杂几何特征的大尺寸金属构件的快速成形,而合理的路径规划方法可以极大的提升构件的几何还原度和表面质量。本文分析了常用路径规划方法的优缺点,提出轮廓偏置路径和Z字形路径相结合的复合路径规划方法,并对轮廓偏置路径的偏置距离进行了优化。优化结果表明轮廓偏置路径可以提高构件轮廓的几何还原度,Z字形路径可以消除轮廓偏置路径几何中心易形成孔隙的缺陷,提高成形质量。利用数控弧焊增材制造系统进行实验验证,结果表明该复合路径规划方法对于多数大尺寸复杂结构件的成形路径规划具有很好的可行性和适用性。

基于元胞聚焦搜索的移动机器人路径规划方法

针对移动机器人路径规划存在的问题,结合元胞聚焦搜索算法建立一种移动机器人路径规划方法。首先,该方法利用人工势场法对移动路径进行规划,建立了移动环境的生成指标和评价参数,并利用元胞聚焦搜索算法对路径实施优化。最后使用仿真实验,深入研究影响此方法的关键因素。与其他算法相对比,实验结果表明该方法具有更好的精确度和有效性。

焊锡机器人关节空间最优路径规划方法研究

为减少焊接机器人点焊工况中的耗时、耗能,提出一种基于关节空间的最优路径规划方法。首先,对3⁃RRR并联焊锡机模型进行分析,通过几何法建立该并联焊锡机的运动学模型。其次,建立基于关节空间角度加权和的路径规划数学模型,并设计一种带有精英策略和信息挥发因子自适应调节函数的改进蚁群算法对该模型进行优化。最后,针对3⁃RRR并联焊锡机的焊锡工况,使用所改进蚁群算法对该焊锡机的关节空间角度加权和最优路径进行规划。仿真数据表明,与传统的笛卡尔空间下的最优路径规划相比,基于关节空间角度加权和数学模型的最优路径规划缩短了关节总的角度变化值,能实现焊锡机器人的快速焊锡作业,对提高传统焊接机器人的加工效率和减少机器人能量损耗具有一定的参考价值。

路径规划方法在高校创新实验室的应用

路径规划是机器人研究领域中的一个重要部分。从使用不同计算方法的角度,分别从传统规划方法和智能规划方法两个方面,综述了机器人路径规划技术的研究现状和特点,并简单介绍在高校创新实验室的中型组足球机器人上用到的路径规划的方法。

基于双目视觉的智能机器人巡检路径规划方法研究

由于传统的智能机器人巡检路径规划方法,在进行巡检路径规划时对巡检路信息的采集与处理分离,因此巡检效率低,无法实现对巡检路径的最优规划。针对这一问题,提出基于双目视觉的智能机器人巡检路径规划方法研究。首先,确定智能机器人巡检路径规划约束条件,再通过计算巡检路径最大俯仰角及最大偏向角巡检效率,实现智能机器人巡检路径规划。最后通过实验证明基于双目视觉的智能机器人巡检路径规划方法可以提高智能机器人巡检路径规划的巡检效率,实现智能机器人巡检路径的最优规划。

面向平层多房间的内墙作业移动机器人路径规划

本文针对多房间的移动机器人内墙作业的路径规划任务,提出一种两阶段路径规划方法.第1阶段针对沿墙作业过程中环境存在灰尘或雾气造成的传感器失效问题,以及房间多出口时路径规划不完整问题,我们提出起点自动选择沿墙路径规划方法,基于栅格地图离线生成沿墙规划路径.第2阶段,针对点到点路径规划过程中的动态避障问题,我们提出一种基于PSAC (prioritized experience replay soft actor critic)算法的点到点路径规划方法,在软行动者-评论家(soft actor critic,SAC)的中引入优先级经验回放策略,实现机器人的动态避障.实验部分设计了沿墙路径规划对比实验和动态避障的对比实验,验证本文所提出的方法在室内沿墙路径规划和点到点路径规划的有效性.

基于动态切点调整的超冗余度机器人路径规划

超冗余度机器人具有大量自由度,且任务的多样性以及偏大的行动空间均导致其路径规划难度较高、耗时较长。为此,提出考虑障碍避让的超冗余度机器人路径规划方法。基于信息熵方法,建立超冗余度机器人工作环境栅格地图,获取环境中障碍物位置,确定目标栅格,生成初始路径;采用A^(*)算法优化路径节点序列,结合动态切点调整算法对节点平滑处理,根据建立的代价函数,规划出全局路径;引入人工势场方法,将机器人、目标与障碍物三者之间相对速度关系作为优化路径的指标,实时优化机器人行进路径,规划局部路径。实验结果表明,利用上述方法规划机器人路径时,规划时间短且路径较短。

陆海统筹导向下区级海岸带规划路径方法探索——以厦门市翔安区海岸带为例

在海岸带生态风险日益增加、国土空间规划体系改革的背景下,海岸带作为陆海生态系统交互作用的特殊空间,既是产业经济绿色转型的关键区域,也是生态环境突出问题的攻坚地带。由于缺乏陆海跨系统视角的规划管控与指引,海岸带地区出现生态环境污染、生态多样性锐减、山海通廊阻拦式开发、滨海公共空间界面私有化、海洋经济发展滞后等一系列问题。本文基于陆海统筹的发展目标,以厦门市翔安区海岸带为例,从生态保护角度出发,以生态环境、生态资源和生态空间等要素的保护和利用为基础,构建海岸带生态安全测评体系。通过生态底线划定、陆海空间管控、三生发展格局、实施保障细则四个方面展开案例城市海岸带规划方法的逻辑推演,提出“摸家底—划底线—严管控—定格局—促落实”的陆海统筹规划路径,研究对城市区级海岸带规划具备一定的普适性参考价值。

基于UWB定位的自动驾驶路径规划方法研究

针对原有定位技术的自动驾驶路径规划精度低的问题,研究基于UWB定位的自动驾驶路径规划方法。采用双向测距法测量自动驾驶车辆与固定参考节点间距离,在确定距离的基础上定位自动驾驶车辆,获得位置坐标。将坐标传输至已知地图中,在静态环境下利用A*算法,在障碍物环境下利用VFH规划最佳行驶路径。仿真实验表明,设计路径规划方法的路径规划精度约为0.24 m,最大偏差平均约为0.34 m。相对于原有规划方法来说,整体偏差程度较低,精度较高,基于UWB定位的自动驾驶路径规划方法更有效。

蚁群算法与离线编程相结合的电池托盘焊接路径优化方法

针对新能源汽车电池托盘双机器人焊接路径规划问题,提出一种蚁群算法与离线编程仿真相结合的解决方法。该方法根椐电池托盘焊道布局建立焊接任务数学模型,提取电池托盘上待焊点的坐标信息,设计基于蚁群算法的焊接路径规划方案,采用Matlab编程得到一次优化结果,通过Octopuz离线编程软件对一次优化前后的路径进行仿真模拟,对双机器人碰撞干涉区域进行二次优化。仿真结果表明,一次优化可显著缩短焊接路径,优化后的路径长度为优化前的37%;二次优化可有效避免双机器人焊接时发生碰撞,提高焊接工作站的作业安全性,缩短电池托盘焊接时间,工件的焊接时间是未优化前的81.2%。

基于栅格地图的月面巡视器多目标路径规划方法研究

针对单目标路径优化模型难以更好的模拟复杂多变的月面环境,本文以中国探月计划第二阶段月球车自主探月任务为背景,提出了一种新的基于栅格地图多目标点路径规划算法。通过数字高程模型(DEM)构建环境模型,本文提出了一种改良D*Lite算法以解决局部最优路径规划。在全局规划中,通过合成启发法构建最优序列矩阵,并通过启发式算法来保证算法的绝对收敛性。理论证明和仿真结果有力证明了本文提出的多目标点规划算法具有稳定性及实用性,对月球巡视器研究具有一定的理论意义和实际应用价值。

复杂动态环境下自主机器人路径规划研究

为了提高复杂动态环境下的机器人路径规划性能,文章提出了全局路径规划和局部路径规划相融合的混合路径规划方法。分析了A*算法原理,提出了加权A*算法,使用权值调节启发信息在评价函数中的作用;改进了人工势场法,解决了传统方法目标不可达和局部极值问题;将加权A*算法的全局路径规划和改进人工势场法的局部路径规划相融合,以全局规划路径的拐点作为局部路径规划的子目标点,提出了混合路径规划方法。经仿真验证,对于固定静态障碍物、临时堆放障碍物、动态障碍物三种情况,混合规划方法都能得到平滑的无碰最优路径。

基于局部势场A;算法和动态窗口法的农用轮式机器人路径规划

针对未知农业生产环境中,现有移动机器人路径规划方法实时性差和适应性弱等问题。在视觉传感器实时定位和地图构建的基础上,提出一种混合规划方法用于农用轮式机器人。在全局路径规划中使用局部势场A;算法进行路径规划,在局部路径修正中使用改进的动态窗口法进行路径修正。通过仿真将提出的混合路径规划方法与传统路径规划方法进行比较,验证该方法的优越性和鲁棒性。结果表明,相对于传统路径规划方法,混合路径规划方法通行代价降低63.89%,在保持最大偏移不变的情况下,搜索时间节省27.01%。该混合路径规划方法可以实现未知环境的规划路径,有很好的壁障和路径规划能力,具有一定的应用价值。

基于半自由飞行模式的多机协同航路规划

为改善传统自由飞行模式与集中管制模式的运行效能,本文提出一种用于民航空管系统的半自由飞行模式,并在该模式下研究多机协同航路规划问题。首先介绍半自由飞行空中交通管制系统的工作模式,然后设计了半自由飞行空中交通管制系统中最重要的多机协同航路规划方法。该方法基于实时动态网格和协同动态规划算法,在满足所有安全约束的前提下,实时规划飞行中或即将起飞飞机的航路,能够解决多架飞机的航路规划问题。最后,通过数值仿真验证了半自由飞行模式和协同航路规划方法的正确性和实用性。

基于分布式PID控制的ROS小车编队方法研究

在电子信息、计算机、以及AI等领域发展下,车辆集群已经受到了众多学者关注。浙江理工大学学者提出了一种分层式的智能小车软件系统框架设计与路径规划方法研究,上海交通大学学者研制了Cvber C3智能车,实现了基于视觉、磁传感器、激光雷达等传感器导航的实验验证。

园区快递包裹运输机器人

电子商务的发展带动了快递业的迅速崛起,对人们的消费行为产生了深刻的影响。然而,快递业"最后一公里"始终得不到妥善解决,加上人工费用的增长,这一问题显得更加突出。基于此,本课题设计了一种园区快递包裹运输机器人系统,该系统的总体结构是以STM32F4为核心,结合磁导航传感器,设计了包括运动控制、避障、定位导向和电源等模块,并基于改进的蚁群算法提出一种路径规划方法。实验结果表明,本课题所设计的快递包裹运输机器人是可行的。