SOME PATH PROPERTIES OF BROWNIAN MOTION AND SUPER-BROWNIAN MOTION ON THE SIERPINSKI GASKET

We study in this paper the path properties of the Brownian motion and super-Brownian motion on the fractal structure-the Sierpinski gasket. At first some results about the limiting behaviour of its increments are obtained and a kind of law of iterated logarithm is proved. Then A Lower bound of the spreading speed of its corresponding super-Brownian motion is obtained.

人群疏散模拟仿真软件系统自主研发与应用——以Pedynamics为例

为更加精准地分析与评估公共场所突发事件下人员疏散的需求,自主研发了新一代人群疏散模拟仿真软件Pedynamics。以某地铁场景为例,比较分析Pedynamics与商业软件Pathfinder和AnyLgoic用于模拟地铁车站不同客流量下的疏散过程,并进行讨论,提出改进人群疏散效率的措施。研究结果表明:Pedynamics软件采用前后端分离的架构进行模块化开发,易于升级维护;后端采用的人群疏散计算模型结合了人群疏散动力学特别是人员有限理性路径选择行为方面的研究成果,能够真实体现行人的疏散行为特征;软件前端的场景预处理界面能够帮助用户简单、快速地基于图纸构建疏散场景,可视化及数据统计模块支持多视角查看模拟结果和疏散数据,提高工程应用的效率。研究结果可为人群疏散风险评估提供技术支持。

基于改进运动原语生成的陆空两栖机器人Kinodynamic A^(*)算法

针对Kinodynamic A^(*)算法采用统一的运动原语生成,在陆空两栖机器人上应用时存在机动性无法充分发挥等问题,提出了基于改进运动原语生成的陆空两栖机器人Kinodynamic A^(*)算法。该算法从考虑陆、空模态运动能力差异出发,通过以下三个方法改进陆空两栖机器人Kinodynamic A^(*)算法性能。首先是基于动力边界决定状态空间加速度输入,差异化生成陆、空模态运动原语;其次是基于动力学约束剪枝,确保运动原语不超过速度边界;最后是构造轨迹优化代价函数优化轨迹平顺性、安全性及机动性。在仿真场景下的结果表明,所改进的算法在将空中平均速度提高了54.1%,平均路径总时间降低6.7 s,路径总代价降低22.00%,且算法运行时间降低0.069 s,充分发挥陆空两栖机器人上的强机动能力与高续航能力。

面向虚拟人上肢的避障作业姿态规划算法

为了完成虚拟维修仿真环境下的虚拟人维修作业姿态规划问题,提出一种基于改进RRT-Connect算法的虚拟人上肢作业姿态求解方式。在该求解方式中,将人工鱼群算法(AFSA)的觅食行为法则作为导向性策略引入传统RRT-Connect算法,从而使得路径规划任务中初始点与目标点的扩展具有导向性;将路径点作为虚拟人上肢末端关节运动轨迹点。为获得虚拟人维修姿态,利用逆向运动学进行推导,以在每一个路径点中得到符合人体关节自由度的姿态集。另外,为了选择出姿态集中的最优路径,利用快速上肢评估法求取最优的虚拟人上肢维修作业姿态。最后,以无人艇虚拟维修操作仿真为例,验证了该方法在虚拟维修应用中的可行性。

移动机器人避障运动研究

随着人工智能技术的飞速进展,移动机器人在工业、航天及农业等领域的作用逐渐凸显,其自主避障能力直接关系到在不同环境中作业的安全性与效率,而路径规划作为避障的核心技术之一,在决定避障性能方面起着至关重要的作用。对移动机器人路径规划技术进行了综述。基于作业需求将算法分为全局规划和局部避障两类。详述了以采样、图搜索和仿生学为基础的全局规划方法,分析了其收敛速度、内存需求及计算效率,并探讨了其改进策略。对局部避障算法进行了探讨,概述了其原理与特点,并明确其最佳应用场景。对当前的自主避障技术进行了总结,强调了传统算法的智能化程度仍需提升,以及集成不同的算法以提高规划性能将是未来的发展大势。

基于SolidWorks Motion的灌装机分瓶机构凸轮曲线设计

目的对新型分瓶机构进行运动分析,并采用新方法设计组合机构的凸轮曲线,以提高设计效率。方法通过对此分瓶机构的运动分析,对从动件的运动原理深入了解的基础上,应用三维软件SolidWorks建立了简化机构模型,根据凸轮设计的反转原理,利用软件中的Motion分析功能,为梅花瓣构件及从动齿轮附加满足工程需求的驱动,然后进行了运动仿真。结果通过Motion分析中的"跟踪路径"功能对凸轮滚子中心点进行路径跟踪,得到了其轨迹曲线即凸轮的轮廓曲线。结论根据生成的凸轮曲线建立三维实体模型,与原有机构进行装配并仿真分析,验证了凸轮曲线的正确性,也验证了利用Motion分析进行凸轮曲线设计的高效性。

基于SolidWorks下cosmosmotion六自由度焊接机器人三维运动模拟

以六自由度机器人三维运动仿真为背景,介绍了利用SolidWorks下cosmosmotion实现机械手运动模拟的有效实体方法,重点分析了六自由度机器人的三维建模和建模后运动轨迹规划的实现。对于一般的机械运动模拟系统,该实例具有一般普遍性。

一种多轴风洞试验装置路径规划与防碰撞设计

在风洞试验装置的设计和运行中,运动机构的控制质量直接影响着模型的运动范围、气动特性的准确性和试验效率。多轴同步驱动的大惯量运动机构存在着结构复杂、惯性大、控制难度高、危险性高等特点。以4 m×3 m风洞大迎角尾撑运动机构为例,该设备作为多轴同步类设备常常会面临由于支撑的模型试验角度范围大,造成机构自身补偿距离随之增加,轴系运动逼近行程极限,既会限制试验角度范围,又会增加风险隐患等问题。针对以上问题,对多轴同步类设备开展讨论研究,提出基于电子凸轮的多轴运动路径规划技术和空间包围盒防碰撞检测算法,实现机构运动轨迹可规划、模型发生碰撞可预测的能力。目前,路径规划功能与防碰撞设计已应用于4 m×3 m风洞大迎角尾撑机构控制系统,有效提升了风洞试验装备的能力水平和安全性,加强了数控与测量设备的自动化、智能化。

基于改进蜣螂算法的并联机器人轨迹优化

提出了基于改进的蜣螂优化算法的并联机器人时间最优轨迹优化方法。对Delta并联机器人进行运动学逆解分析,基于NURBS曲线对并联机器人轨迹进行规划,使用改进的蜣螂优化算法对并联机器人轨迹进行优化,设置关键路径点并通过并联机器人运动学逆解模型求出各路径点对应的关节角度。模拟实验结果表明,与蜣螂优化算法相比,改进的蜣螂优化算法能够提升并联机器人的运动效率,缩短并联机器人的运动时间。

基于多约束的改进RRT*算法三维全局路径规划研究

针对快速搜索随机树*(RRT*)算法在三维状态空间寻找次优路径过程中收敛速度慢、规划的路径无法满足欠驱动水下无人潜航器实际航行约束等问题,建立考虑多约束的RRT*算法的改进算法。对于寻优过程速度慢的缺陷,改进算法通过增加随机树节点的概率引导措施,加大树扩展过程的目标趋向性,减少树节点随机拓展带来的冗余计算,从而加快随机树寻优的收敛过程;对于无人潜航器航行约束问题,利用潜航器的俯仰以及偏航角度约束结合原算法中的欧几里得距离进行节点间“伪距离”价值函数构建,从而使得规划路径进一步满足欠驱动水下无人潜航器的运动规律。经过Matlab仿真,在三维空间中相同迭代次数条件下,改进算法相比于传统的RRT*算法能够显著提高最优路径寻优的收敛速度,规划路径在俯仰和偏航角度变化符合水下无人潜航器的运动约束。

考虑运动特性的水面无人艇局部路径规划

路径规划是无人艇实现安全自主航行的核心和关键,现有的无人艇路径规划算法主要为不考虑无人艇运动特性的静态运动路径规划,得到的路径为折线形路线,不适用于狭窄水域自主航行等对精度要求较高的路径规划问题。本文基于无人艇的运动数学模型,考虑无人艇的运动特性,根据出发点、初始航向、目的点及到达目的点的航向要求等约束,尽可能地减少打舵次数,采用一种复合式搜索策略数值算法,事先仿真出无人艇的运动轨迹,直至找到同时满足距离精度和航向精度要求的局部路径规划方案。最后,通过实际的算例仿真,证明了该算法的可行性和可靠性。研究结果为水面无人艇路径规划提供参考,具有重要的工程应用价值。

基于人工智能技术的机器人运动控制系统设计

设计一种基于人工智能技术的机器人运动控制系统,确保机器人更好地理解人类的意图,并提供更加人性化的服务。该系统通过运动数据采集与传输组件连接机器人的轴电机,采集机器人当前运动数据后,将其传输到控制器组件内,控制器组件依托X86架构工控机,使用PIC总线将采集到的机器人当前运动数据发送到基于人工智能技术的机器人运动路径规划模块内。该模块运用人工智能技术中的A*算法获取机器人轨迹路径规划结果后,依据该路径规划结果,将人工智能技术中的神经网络和模糊B样条基函数相结合,建立模糊B样条基函数神经网络控制器。该控制器输出机器人运动控制指令,并发送给伺服驱动器组件,伺服驱动器负责驱动机器人轴电机,控制机器人运动。实验结果表明:所设计系统具备较强的机器人路径规划能力,可在复杂路径情况下实现机器人运动控制,且控制精度和控制阶跃响应能力均较强。

无人驾驶汽车路径跟踪控制的算法综述

国内外对无人驾驶车辆运动控制问题的研究,主要分为纵向运动控制、路径跟踪控制和轨迹跟踪控制。其中,路径跟踪控制是无人驾驶汽车运动控制的重点研究方向,路径跟踪控制中控制器设计是重点和难点。路径跟踪控制的研究主要集中在常规工况,对复杂路况、恶劣天气、突发事件等非常规工况的研究较少,增强控制算法的鲁棒性以应对非常规工况是无人驾驶汽车路径跟踪控制算法未来的发展重点。

自动泊车运动规划方法综述

自动泊车是自动驾驶车辆在低速行驶场景中的核心技术之一,已被广泛应用于各类车型中。运动规划确保所规划出的轨迹能指引车辆从起始位姿无碰撞、符合运动学规律地行驶至目标位姿,是体现自动泊车智能水准的关键技术模块。随着当前自动驾驶技术从初步的技术原型研究逐渐向产业化应用转型,低速自动驾驶领域中的自动泊车技术成为了这一转型过程中的关键突破点。文章回顾了现有的应用于自动泊车领域的运动规划方法,将其归纳为几何方法、采样方法、搜索方法、数值优化方法以及机器学习方法等类别,并对各类方法的发展历程与技术特点进行了回顾;探讨了自动泊车运动规划方法的未来研究方向,具体包括构建泛化性更强的模型、提升规划方法的稳定性、关注在线实时高质量重规划的能力与防御性驾驶的能力,以及考虑与其他交通参与者的交互等。

鱼粉颗粒在旋风分离器内流场数值模拟研究

气流式干燥工艺在鱼粉干燥加工中的广泛应用,使得旋风分离器成为鱼粉分离清选的重要设备。通过研究不同入口风速下鱼粉颗粒在旋风分离器内的分离效率,构建旋风分离器三维流场仿真模型,利用STAR-CCM+软件对10、12、14、16、18、20 m/s的入口风速进行仿真分析,得到不同风速下的入口界面速度云图、压强云图以及颗粒运动轨迹图。通过观察分离效率及分离器内部压强变化,在考虑能源消耗与分离效果后,得出当入口风速调节到16 m/s时,能够达到较好的鱼粉颗粒分离效果且节约能源。

固定翼UAV路径跟踪的全局稳定积分滑模S面控制

针对固定翼无人机的三维路径跟踪控制问题,设计了一种基于全局稳定积分滑模S面模型的内外环控制器。控制器外环采用全局稳定积分滑模控制,内环采用S面控制。设计控制器外环的全局稳定积分滑模控制律,并采用Lyapunov理论证明所设计控制律的稳定性。对内环的指令信号设计S面控制器,考虑到S面控制器中求导的复杂性,引入二阶微分器,解决内环中导数存在积分爆炸的问题。半物理仿真试验结果表明,提出的控制器能精确跟踪期望路径,具有良好的控制性能和抗干扰性能。

试论“看”类动趋式的虚拟位移特点和语义演变

本文把现代汉语的“看”类动趋式看作虚拟位移表达式,从塔尔米位移路径的构成要素出发,对“看”类动趋式进行分类和特征分析,突破以往只针对“看起来”和“看上去”聚焦而忽略其余“看”类动趋式的研究,并尝试从认知的角度解读“看”类动趋式的语义演变和突显的不同位移路径构成要素之间的联系,以期对“看”类动趋式有较为全面的认识。

结合霍夫变换找墙体直线的沿墙导航算法

针对移动机器人沿墙导航过程中存在沿曲线墙体导航效果不佳、路径不够平滑等问题,提出了结合霍夫变换找墙体直线的沿墙导航算法。该算法由霍夫变换提取出当前位置障碍物中的直线,找到离机器人最近的直线作为沿墙参考直线,采集上一周期历史墙体直线状态和当前墙体直线状态决定机器人当前的运动方向,并根据当前墙体直线提取出沿墙导航预设路径进行导航,如此循环直至完成指定的沿墙导航任务。实验证明该算法可以在不同环境中较好地完成沿墙导航任务。

不确定检测环境下强化学习覆盖路径规划研究

机器人扫描测量系统在汽车质量检测领域获得广泛应用,尤其数模环境下基于仿生优化算法的视点采样与路径规划研究取得较大进展。然而,基于名义数模环境的路径规划结果难以适用实际不确定性检测环境。为此,本文提出基于改进的蒙特卡洛树搜索的视点自适应采样方法,在线生成工业机器人运动轨迹。通过车门内板案例的对比分析,验证本文方法的有效性,为实现不确定制造环境下工艺路径的在线规划提供理论依据。

基于改进PRM算法的体育运动路径避障控制系统

为提升体育运动的训练效果,解决现有体育机器人路径避障控制效果不佳的问题,利用改进PRM算法完成路径避障控制系统设计。首先调整测距传感器和倾角传感器的内部结构和分布方式,优化机器人的运动驱动和通信网络模块。通过实时运动信号的采集与融合,确定当前机器人的位姿及障碍物位置信息,利用改进PRM算法规划机器人避障路径,实现系统的体育机器人运动路径避障控制功能。通过系统测试实验得出结论:所提系统体育机器人的实际运动路径更接近理想路径,且碰撞事故更少,即设计系统在控制效果方面具有明显优势。