基于A*的路径规划算法研究

本文对路径规划中比较常见的A*搜索算法进行研究,对几种基于A*搜索算法的路径规划方法如A*单向搜索、A*双向搜索及A*二次搜索进行讨论,并分析其优缺点,同时提出两个有待解决的问题。

机器人在线路径规划改进算法

未知环境下机器人路径规划要求实时有效,针对传统动态窗口滚动优化算法易出现局部最小、震荡等问题,重新设计了子目标映射法则,并对局部路径规划算法引入对角线距离作为代价函数中的启发式部分,最后引入了禁忌搜索和多样化随机路径选择模块,克服了局部最小和震荡等问题,仿真实验证明了该算法可靠有效。

智能全电船的低能耗路径规划算法研究

针对以锂电池组作为电源的智能全电船路径规划,考虑包括海流、风和浪的复杂海洋环境对船舶能耗产生的很大影响以及锂电池组有限的能量,提出了一种以能耗最少为主要优化目标的路径规划算法。基于概率路图法构建全电船航行路线图;通过分析船舶在海流环境中的阻力模型,建立了全电船的能耗函数;提出了能耗最优的改进A*搜索算法,并且将该算法在不同的海流状态下进行了仿真试验。仿真结果表明,该算法相比于传统的以距离最优算法能够节省更多的能量,得出一条更加经济环保和实际可行的路径,有效地提高了智能全电船的续航能力。

杂波信息未知下的多群目标跟踪算法

针对杂波先验信息未知且群结构可能发生分裂和合并条件下的基于随机矩阵的多群目标跟踪问题,提出基于网络流理论的多群目标跟踪算法。首先建立椭圆轮廓且群结构发生分裂和合并的多群目标运动模型,再根据Pauta准则对包含目标点与杂波的量测集进行处理,消除异常值,利用自适应谱聚类算法对处理后的量测集进行分割,获得单位时间内多个群目标的数目。结合量测分割结果,构建基于随机矩阵的多群目标网络流模型,设计多约束条件下的最小费用优化函数,运用A*搜索算法求得目标函数的全局最优解。最后根据指向⁃隐含速度约束条件得到最优关联航迹。仿真结果表明,与GM⁃GPHD滤波器相比,所提算法可准确地提取多条航迹并具有较低的计算复杂度以及更好的跟踪性能。

基于UWB定位技术的无轨胶轮车路径偏离报警

《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》中规定I类煤矿无轨胶轮车运输须具有车辆运行状态参数监测(超速、路径偏离报警、运动轨迹等)功能。为了满足验收标准中关于路径偏离报警的硬性要求,设计了一种基于UWB定位技术的无轨胶轮车路径偏离报警方法。基于图论理论,实现井下巷道路网信息结构化;对UWB定位基站输出的车辆定位数据执行滑动窗口滤波,提高方法的鲁棒性;采用A*搜索算法对运输路径进行规划,并在搜索算法的估价函数中新增权重函数和判断因子,提高规划的智能性;最后,对车辆当前位置的偏离情况进行实时判断。在新疆伊犁一矿的试验结果表明:各项功能运行正常,逻辑响应时间约为25 ms,现场应用状况良好。

基于CAD站场平面图的联锁表自动审核方法

针对铁路信号工程中联锁表人工审核方式存在效率低、疏漏多、灵活性差等问题,提出基于CAD站场平面图的联锁表自动审核方法。首先采用基于神经网络的图像标注模型,提取CAD站场平面图中的信号设备信息,并通过站场型数据结构重构站场;然后利用有向图拓扑模型和A*搜索算法进行进路搜索;最后核对CAD图纸所附联锁表,判定进路上基本进路、变通进路、带动道岔、敌对信号、侵限绝缘区段等联锁关系,完成联锁表的自动审核。结论:不仅能保障联锁表的完整性与准确性,还可为其他联锁项目提供可靠的数据支撑。

基于Web GIS的人员运动轨迹回放技术

为解决传统的图形展示系统需同时维护2个版本的图纸、使用第三方工具导致数据关联异常、三维系统建模和维护成本高等问题,基于开源的GIS服务器GeoServer、客户端OpenLayers等工具,设计了1套将CAD快速发布成Web GIS服务的自动化流程;以图论为基础,对运动轨迹进行数学抽象,根据在巷道图上布置的读卡器和绘制的辅助线,动态生成拓扑结构图;针对区域定位和精确定位2种定位方式,分别采用无启发函数和有启发函数的A*搜索算法,生成运动轨迹;使用在顶点之间按比例插入中间点的方法,实现可控的平滑回放动画效果。通过以上研究,形成了1套低成本、易维护、能同时支持区域定位和精确定位人员运动轨迹回放的展示系统。