基于改进RRT算法的无人机航迹规划

针对快速扩展随机树(RRT)算法用于无人机自主在线航迹规划时,只能快速获得可行的航迹,无法获得接近于最短航迹的较优航迹的缺点,提出了一种改进的RRT算法.该算法将无人机动力学约束融入到节点扩展过程中,通过改进离随机采样点最近的根节点的选取策略和引入航迹距离约束,搜索树将沿着航迹距离较短的方向朝着目标点进行扩展,使得规划出来的航迹接近最优,并采用基于B样条曲线的航迹平滑方法生成平滑可跟踪的航迹.仿真结果表明该算法能够快速地搜索安全并且满足无人机动力学约束的较优航迹.

网树求解有向无环图中具有长度约束的简单路径和最长路径问题

具有长度约束的简单路径(Simple Paths with Length Constraint,SPLC)问题是指求解图中任意两点间路径长度为m的简单路径数,是k-path问题的一种特殊情况.该文基于网树数据结构提出了在有向无环图中求解SPLC问题的算法(Nettree for SPLC in Directed Acyclic Graphs,NSPLCDAG).网树是一种多树根多双亲的数据结构.NSPLCDAG算法将该问题转化为一棵网树后,利用树根路径数这一性质对其进行求解.对NSPLCDAG算法进行改造,可以求解有向无环图中最长路径问题并形成网树求解最长路径算法(Nettree for the Longest Path inDAGs,NLPDAG),NLPDAG算法可找到所有最长路径,对NLPDAG算法做进一步改进形成改进的NLPDAG算法,改进的NLPDAG算法可在线性时间复杂度内给出有向无环图中的一条最长路径.实验结果验证了NSPLCDAG和改进的NLPDAG算法的正确性与有效性.

路径长度受限的随机需求VRP的模型和算法

路径长度受限的随机需求VRP在生产、生活中有着广泛的应用。给出了路径长度受限的随机需求VRP问题的线性整数规划模型,在不允许部分服务和仅能服务失败一次的策略下设计了一个启发式算法。该算法以离散优化中广泛应用的扫描算法为基础生成服务的一个初始可行方案,然后利用模拟退火算法改进得到近似最优解。对需求为二项分布的50个结点、1个服务中心的问题进行了数值试验,数值结果表明该算法对求解路径长度受限的随机需求VRP是有效的。

路径长度受限的随机需求VRP的节省算法及其策略分析

在保证每条路径长度限制,至多只能服务失败一次和不允许部分服务的策略下,定义了一个新的节省路径,给出了一个精确的节省算法,对中等规模和大规模问题进行了数值试验,数值试验表明算法有效。对所采用的策略进行了分析,得到了一些理论结果。

网树求解有向无环图中具有长度约束的最大不相交路径

对有向无环图中具有长度约束的最大不相交路径问题进行研究,该问题是求解图中两点间路径长度为k的最大不相交路径。为了对该问题进行求解,提出了贪婪搜索算法(GP,greedy path),该算法先将一个有向无环图转化为一棵深度为k+1的网树,然后计算每个网树节点的树根叶子路径数,并以此计算图中每个顶点的总路径数,之后从网树的第k+1层节点出发,在当前节点的双亲节点中选择未被使用且总路径数最小的双亲,以此形成一条优化的不相交路径,最后迭代这一过程,直到不再有新的不相交路径为止。GP算法的时间和空间复杂度分别为O(wkn(p+q))和O(kn(p+q)+n2)。为了测试GP算法的近似性,又建立了一种能够生成人工数据的算法,该算法能够准确地控制有向无环图中最大不相交路径的数量。通过该算法生成了大量测试用数据,实验结果表明GP算法较其他对比性算法具有良好的近似性且实际求解时间较短,验证了该方法的有效性和可行性。

IP/MPLS over WDM网中考虑链路负载平衡的保护设计

利用网络链路资源被占用的部分信息实现保护资源共享 ,可以极大地改善网络对业务的丢弃性能 .这对采用多协议标记交换 (MPLS ,MultiprotocolLabelSwitching)技术的IPoverWDM网络来说 ,并不需要太大的代价 .基于此 ,本文提出了在IPoverWDM网中考虑通路保护的动态路由算法 .对工作通路的选取 ,算法对选路成本和路由长度作了折衷考虑 ;而对于保护通路 ,则对其共享能力和路由长度作了权衡 .仿真结果表明 ,本文算法不管是对业务的丢弃性能 ,还是对网络的链路负载平衡度 。

基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划

针对机械手在笛卡尔空间中轨迹规划问题,设计基于S型速度曲线的空间直线和空间圆弧插补算法。增加路径长度约束,将S型速度规划分为七段式、六段式、五段式和四段式4种类型;建立基于四元数的直线与圆弧运动的位姿模型,并采用弧长增量法插补技术实现轨迹规划。在六自由度机械手实时控制平台上进行了实验验证。结果表明:该算法可实现在路径长度约束下速度和加速度的自动调整;该算法可保证机械手末端加速度连续,有效减少冲击。

基于李雅普诺夫优化的任务卸载优化算法

针对边缘计算环境下,任务卸载过程中任务的动态到达性和信道条件的不确定所引起的平均时延和能耗的优化问题,提出了一种基于李雅普诺夫优化的任务卸载优化算法.首先,采用李雅普诺夫优化方法把原问题转变为确定性的优化问题,将终端设备中待卸载的任务队列按照优先级传输至缓存基站,并对任务卸载过程中的队列长度进行约束和建模,使得队列长度可控,从而保证系统稳定性.其次,结合遗传算法正反馈机制、快速收敛性和蚁群算法全局快速搜索能力、求解精度效率高等优势,对缓存基站中带有优先级约束队列的实际状态来寻求近似最优的卸载路径,以便高效的将任务卸载到合适的移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)服务器中.最后,根据任务队列的约束和卸载路径的优化结果提出了一种启发式全局优化任务卸载算法.经过实验仿真,所提算法与现有的EEDOA研究方法相比,合理地约束队列长度与选择近似最优路径可有效降低任务的卸载能耗.

基于循环寻优RRT算法的无人机航迹规划

针对快速扩展随机树(RRT)算法在无人机在线自主航迹规划中的寻优性问题,提出基于循环寻优RRT算法。将航迹长度代价约束作为启发条件引入RRT算法,可以有效地剪除搜索空间的无用节点,获得较优航迹。通过引入已规划可行航迹的航迹长度代价约束作为下一次算法运行的启发条件,采用循环迭代策略有效地剪除搜索空间的无用节点,使得算法每次运行后的航迹长度代价减小,多次运行后最终得到的航迹接近最优航迹,充分利用航迹长度代价的启发性,克服了RRT算法的缺点,同时获得了一系列不同航迹代价的可行备选航迹,在协同任务中可以根据协同到达时间进行快速选择。仿真结果表明该算法能够快速生成安全并且满足无人机动力学约束的较优航迹。

基于迭代算法的多次平行泊车入位过程的研究

为有效降低平行泊车入位过程中对车位长度的要求,对车辆多次泊车的入位状态和在车位内多次移动的运动规律进行了分析,以泊车位长度为基准构建泊车模型,利用迭代算法确定车辆出库时的车身姿态角,根据车辆参数和车位左前方障碍点的约束条件验证了出库过程的合理性。运用Matlab对一次和多次泊车入位过程进行了仿真,结果表明:在同等条件下,与一次泊车入位相比,多次泊车入位对车位长度的要求大幅降低。

一种求解DGA图中具有长度约束的简单路径问题算法

具有长度约束的简单路径问题具有较高的应用价值。在一般图中,它是一个NP完全问题,除非NP=P,否则没有多项式时间算法。而对于一些特殊的图,如有向无环图,可以找到多项式时间算法。因此对有向无环图中具有长度约束的简单路径问题进行研究。首先根据有向无环图的特点,建立递归方程,然后根据递归方程给出一个在有向无环图中求解具有长度约束的简单路径问题算法,同时给出一个有向无环图中具有长度约束的简单路径构造算法。为证明算法正确性,进行相应实例验证,把求解该问题的时间复杂度由O(N×T×L)改进为O((N+|E|)L),空间复杂度改进为O(|E|+N)。