基于路径规划特点的语义目标导航方法

为了解决语义目标导航任务中存在的探索效率低、深度不精准等问题,本文构建了一个解决语义目标导航任务的框架,在语义地图构建模块中引入了深度图边缘处理以及地图纠错机制;在探索模块中引入了覆盖范围最大化算法;在路径规划模块中引入了替代点机制。本文在一个3D仿真环境下进行了实验。实验结果表明,本文提出的解决方案明显提升了语义目标导航任务的性能。此外,本文所提方法成功应用到了四足机器人上,从而验证了其在现实场景下的泛化性。

基于全局导向的智能车辆路径规划融合算法研究

针对曲线道路的路径规划问题,本文提出一种基于全局导向人工势场法的路径规划融合算法。考虑持续转弯的弯曲道路工况,构建基于变形栅格的栅格地图;考虑道路环境中的行车风险,基于行车风险场理论优化A^(*)算法启发函数从而改进A^(*)算法。改进传统人工势场法的局限性及固有缺陷,在局部路径规划中考虑自车、环境车辆及障碍物的轮廓形状,引入全局导向路径进一步改进人工势场法。以改进A^(*)算法规划路径为全局最优导向路径,设计基于改进人工势场法的路径规划融合算法。仿真结果表明,提出的融合算法可以生成有效的行驶路径,与数据集提取的实车路径接近,且在障碍物环境中规划的路径安全高效,满足车辆的行驶要求。

基于改进哈里斯鹰算法的无人飞行器路径规划

针对无人飞行器三维路径规划问题,提出一种基于哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization,HHO)算法的无人飞行器三维路径规划算法。首先根据路径规划代价指标和无人飞行器自身性能,建立路径规划模型确立代价函数和约束条件。接着针对传统HHO算法的不足,引入非线性能量因子来平衡全局搜索和局部搜索的关系,使算法避免陷入局部最小值;引入混沌映射对HHO算法进行初始化种群并对其进行局部混沌搜索,增强算法种群多样性和搜索能力。最后通过仿真实验证明,改进的哈里斯鹰优化(improvement Harris hawks optimization,IHHO)算法可以有效规划出安全的无人飞行器航线,并且能够跳出局部最小值和具备较优的收敛速度。

支持热力图等级偏好的路径规划算法

热力图以颜色直观地反映人群密度、空间质量等特征的空间分布规律。现实应用中存在避开空气质量差或人群密度大等热力图等级偏好的路线需求,文中提出了支持热力图等级偏好的路径规划问题,规划出一条从起点到终点的路径,该路径花费的成本代价不超过给定的路径成本预算,且满足避开热力图等级偏好的路段(命名危险路段)长度最小化。首先提出一种两阶段的危险网格替换算法,第一阶段规划出一条从起点到终点的最短路径,第二阶段对最短路径中不支持热力图等级偏好的危险网格进行替换。为简化路径搜索过程,提出一种基于危险区域规避图路径查询算法,将热力图中的危险区域近似成矩形结构,生成危险区域规避图,在图上进行路径查询。最后,在真实的数据集上进行充分的测试,验证了所提出算法的有效性。

认知众包模式下的总体城市意象特色分析方法与广州市实践

引入“认知众包”这一概念,以社交媒体数据为信息抓手,以广州市为分析对象,逐级阐释“理论探析—信息提炼—转译分析”的意象特色解析流程:通过意象特色属性与社媒数据的特征拟合,构建场景特色与攻略特色结合的数字化总体城市意象特色体系;以可意象性数字量化为技术主轴,提出众包型意象特色的信息提炼框架,搭建从网络素材到认知信息再到意象要素的提炼途径;将要素频次作为统计归纳的基础,从强度、等级、空间分布等方面对意象特色进行整合剖析,得到广州市三能级交互的意象特色体系。同时,捕捉到意象特色在新方法的促进下形成的变化模式、创新动力和问题体现等情况,构建一个非介入式的公众认可的广州城市特色体系,实现可读、可看、可感知的意象分析再创新。

基于激光雷达的自主移动机器人实验教学平台设计

为培养高素质复合型的“新工科”人才,满足相关课程的实验教学需求,设计了基于激光雷达的自主移动机器人实验教学平台。平台涉及机械设计、机器人操作系统开发、同时定位与地图构建(SLAM)、路径规划等相关理论知识。利用平台开发了Rviz可视化界面、SLAM仿真、室外建图、路径规划等实验项目。实验结果表明,自主移动机器人软硬件系统的基本性能良好,相关SLAM算法、路径规划方法具有可行性。通过该平台开展实验教学,可以显著提升学生解决工程实际问题能力和创新实践能力。

基于混沌求偶萤火虫算法的移动机器人路径规划

针对传统萤火虫算法应用于移动机器人路径规划中存在陷入局部最优和搜索精度低的问题,提出一种基于混沌求偶萤火虫算法的移动机器人路径规划方法。设计一种混沌求偶荧火虫算法,该算法采用混沌映射策略初始化种群,优化种群分布不均和搜索范围不足问题;利用求偶学习策略指导雄性萤火虫向雌性萤火虫学习,提高算法的收敛速度和求解精度。建立移动机器人路径规划的环境仿真模型,应用混沌求偶萤火虫算法进行移动机器人路径规划仿真。仿真结果表明:混沌求偶萤火虫算法比传统萤火虫算法和粒子群算法在路径长度上分别减少了3.075%和2.428%,拥有更高的搜索精度和跳出局部最优的能力。

改进哈里斯鹰算法的仓储机器人路径规划研究

为提高静态环境下仓储移动机器人路径规划效率,解决传统哈里斯鹰(Harris Hawks optimization, HHO)算法在路径规划中存在收敛速度慢且易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Tent混沌映射融合柯西反学习变异的哈里斯鹰优化算法(HHO algorithmbasedon Tentchaotic mapping hybrid Cauchy mutation and inverse learning, TCLHHO)。通过Tent混沌映射增加种群多样性,以提高算法的收敛速度;提出指数型的猎物逃逸能量更新策略,以平衡算法的全局搜索和局部开发能力;通过柯西反学习变异策略对最优个体进行扰动,扩大算法的搜索范围,增强全局搜索能力。根据真实仓储环境搭建二维栅格环境模型,并在Matlab中进行仿真对比实验。结果表明:该算法的规划速度、最优路径长度以及最优路径转折次数较对比算法具有较好的效果,验证了应用于智能仓储环境下改进的HHO路径规划问题的可行性和鲁棒性。

基于群组运行模式的列车运行图智能编制系统设计

为实现群组运行模式下列车运行图的一体化、智能化编制,提升铁路货物运输服务水平,设计了基于群组运行模式的列车运行图智能编制系统。基于群组运行图智能编制与调整等需求,提出了系统的总体架构,设计了数据管理、群组计划编制、列车运行计划编制、车站作业计划编制及运行图绘制与调整等5个功能模块。基于群组运行图编制和数据交互与信息共享等关键技术,实现多元组合群组列车与单元列车的合理高效运输,满足铁路运营单位的实际需求,为群组运行模式下列车运行图编制工作提供技术手段。

基于GIS的城市土地规划测绘数据整合系统设计

在GIS的基础上进行了城市土地规划测绘数据整合系统的设计,首先从应用模块、数据模块和基础模块3方面设计了硬件系统,主要包括了C/S(客户机/服务器)和B/S(浏览器/服务器)结构接口、COM组建集合及ArcEnglish C/S架构等;其次依次对数据分析程序、数据预处理程序、城市土地规划测绘数据库以及数据库的更新机制进行了软件设计;最后设定了3个系统的对比实验来验证本文系统的有效性和高效性,本文系统在数据整合效率方面比传统系统高出20%—30%,在基础功能方面比其他两个系统分别高出了10%和20%。

温室植保机器人覆盖式路径规划方法研究

针对温室环境植保作业的特点,提出了一种针对温室植保机器人的覆盖式路径规划方法。首先通过UWB-IMU对机器人位姿进行估计,解决了激光里程计在温室行间失效的问题,并利用位姿估计结果与激光雷达数据融合建立温室地图。设计了作业点和可通行区域识别方法,完成了基于A∗算法的温室植保作业区域全覆盖路径生成方法和基于贝塞尔曲线法的作业路径平滑方法,最终得到了满足温室植保作业要求的全局路径。基于DWA算法对机器人实际作业过程中进行动态规划。最后基于仿真平台CoppeliaSim对上述方法进行了验证,实验结果表明,机器人能有效跟随全局路径,完成覆盖作业任务。

面向月球科研站任务的地月准实时遥操作模拟验证系统设计与关键技术研究

针对月球科研站任务地月遥操作需求和特点,设计地月准实时遥操作模拟验证系统,对其中的关键技术海量多尺度遥感数据环境感知、空地协同高精度定位、基于混合现实的预测仿真等进行了研究。提出了基于海量多尺度遥感数据的联合处理方法,环境感知数据融合可处理米级至厘米级环境感知结果;设计基于空地多运动平台协同定位的原型软件,空地协同地标约束下,定位精度不低于轨道器影像1个像素;开发了带有力觉反馈的预测仿真验证平台,在2~3 s变时延约束下可在仿真环境下协同演示遥操作过程,真实还原从端的遥操作作业场景,提高遥操作的执行效率和安全性。为地面人员的方案设计、操作手训练、故障处置等提供实时支持,为我国未来实施月球科研站任务筑牢基础。

新时期基础测绘规划省市县联动协同编研刍议

基础测绘是基础性、公益性事业,国家对基础测绘实行分级管理。立足于机构改革后基础测绘在自然资源管理格局中的职责定位、工作重点,以及如何更好地履行新《测绘法》赋予的法定职责,分析了新形势下基础测绘的发展现状和面临的形势,提出了基础测绘“十四五”规划省市县一体化协同编研的主要遵循和具体思路,据此明确了工作重点和任务举措,相关观点已在广东省、惠州市及其各县区基础测绘“十四五”规划编制中得到了应用。

基于分层2.5D地图的无人履带车辆路径规划

针对越野环境地形下无人履带车辆难以安全、高效规划出一条可通行路径的问题,提出一种考虑地形特征、障碍物以及车辆运动特性的分层式路径规划算法.算法先通过三维参考路径规划模块改进A*算法节点扩展方式,使用无梯度迭代平滑算法、B样条曲线拟合得到平滑参考路径;然后在多阶段状态空间采样模块中采用自适应采样策略生成候选路径集,采用贪婪策略选出最优路径.试验结果表明,所提方法在越野环境中的规划结果既保证了可行性、稳定性、实时性,又在稳定车辆姿态上具有优势.

融合粒子群的改进金豺算法及应用

为了解决传统金豺算法收敛精度低,搜索速度慢等问题,提出一种融合粒子群算法的改进金豺优化算法(PGJO)。首先,采用Chebyshev混沌映射和精英选择策略结合的方式对种群进行初始化,提高初始解质量;然后,结合粒子群优化算法(PSO)思想,提出一个新的搜索方式。采用动态转换策略,判断PGJO采用原Levy方式搜索还是采用新的搜索方式更新个体位置,以提高算法收敛精度;最后,提出了种群收敛监测策略,帮助算法跳出局部最优。将PGJO与其他智能优化算法经过11个基准测试函数对比实验表明,算法性能均优于其他算法。将PGJO应用于无人机路径规划当中,对比其他算法路径长度下降了3.4%,拐点个数减少了21%,验证了该算法的工程应用能力。

遥感影像路径规划中A*算法优化研究

针对在高分辨率遥感影像上进行路径规划时所面临的算法搜索范围大,效率低且转折点较多等问题,提出一种基于A*算法的全局路径规划算法。在原始A*算法的启发函数部分引入余弦函数,减少冗余节点的搜索过程,缩小算法搜索节点的范围,提升算法运行效率;设计拐点优化方案,减少规划路径中不必要的拐点数,提升路径规划结果的平滑性。为验证改进方法的有效性,在Matlab软件中进行仿真实验,分析原始A*算法和改进后A*算法的搜索节点范围与路径中拐点数量,并在遥感影像的二值地图中进行真实路径规划对比实验,分析路径长度与运行时间。实验数据表明,改进后算法的扩展节点减少30%以上,非必要拐点数减少35%以上,路径规划长度缩短10.1%,运行时间减少10.7%,提升了寻求最优路径的效率。

基于IMU-LiDAR紧耦合的煤矿防冲钻孔机器人定位导航方法

防冲钻孔机器人是冲击地压矿井卸压的关键设备,其在复杂卸压巷道的精确地图构建和的稳定导航是实现钻孔作业智能化的基础和前提。在分析激光雷达点云畸变成因和同步定位与地图构建(SLAM)算法缺陷的基础上,设计了基于惯性测量单元(IMU)连续时间轨迹的点云畸变矫正方法,建立了激光雷达和IMU的数据融合模型,提出了基于IMU-LiDAR紧耦合的防冲钻孔机器人定位建图方法。根据煤矿卸压巷道特点建立了密闭坡道模型,开展了建图效果仿真分析,结果表明,所提算法在定位精度、轨迹误差方面均优于现有常用算法。在此基础上,设计了基于改进人工势场法和快速扩展随机树的动态路径规划方法,建立了适用于防冲钻孔机器人的路径规划与导航融合方案,并设计了2种仿真运动场景,结果表明,所提路径规划方法在全局路径规划和动态路径规划的平均路径长度、平均运行时间、平均生成节点数等方面均具有较好的综合性能。为了进一步验证防冲钻孔机器人定位导航方法的实用性,在校内模拟巷道、地面实验基地和井下卸压巷道等场景下开展了多组对比实验,结果表明:将IMU数据与LiDAR数据紧耦合后,所提方法的定位建图精度明显提高,在特征退化场景中具有优越的定位建图性能,且规划路径的运算效率和路径代价方面均具有良好的表现,验证了所提定位导航方法在多种场景中的可行性和优越性。

基于改进人工大猩猩部队算法的移动机器人路径规划研究

针对传统人工大猩猩部队优化算法在移动机器人路径规划问题中存在前期全局寻优能力较弱、后期收敛能力不强、容易陷入局部最优等问题,提出一种改进的人工大猩猩部队优化算法。在改进算法中,为提高初始种群质量,采用Logistic混沌映射生成种群;引入新的计算公式改进控制参数W的值,使其随着迭代次数增加而线性增大;融合鱼鹰优化算法的位置更新策略,以增强算法中个体之间交流信息;在算法开发阶段后期,应用莱维飞行策略更新个体位置,以保证算法后期的种群多样性。仿真实验结果表明,与SSA算法、GTO算法和GWO算法相比,改进算法在M1地图环境中得到的平均路径分别缩短了9.72%、6.07%和7.99%;在M2地图环境中得到的平均路径分别缩短了22.04%、44.16%和50.3%,具有明显优势。

陆地生态系统碳监测卫星自主任务规划研究

低轨遥感卫星往往以全球或全国范围内的特定地物为探测目标。为提高卫星在轨运行的自主性,文章提出了一种面向地物目标属性的遥感卫星自主任务规划方法。首先外推出预报点90 min后的星下点经纬度,并根据星载地图和太阳高度角,得到预报点的阳照/阴影、陆地/海洋、境内/境外属性。对地物目标属性信息进行平滑处理后,根据各载荷的地物目标属性,识别出各载荷的工作任务时间段,可实时实现提前约1个轨道圈的载荷自主任务规划。

《林业调查规划》2014—2023年高被引文献特征分析

以中国知网(CNKI)收录《林业调查规划》2014—2023年刊发的2174篇文献为研究对象,采用普赖斯定律获得349篇高被引文献,运用CiteSpace 6.3.R1可视化分析软件及Excel 2010等软件对获取的高被引文献的基本数据、主题、作者和来源机构以及基金项目比等进行深入分析。结果表明,《林业调查规划》2014—2023年高被引文献基本呈刊发时间越早被引数据相对较高的规律特点;高被引文献主题分布在森林康养、生态旅游、国家公园等领域,内容涉及生态保护、湿地、碳汇、国家公园建设和林业资源调查等方面;高被引文献作者以合著居多,占比83.09%,以华朝朗、余昌元、吴富勤、郑进烜等10余位专家学者为代表,来源机构包括云南省林业调查规划院、西南林业大学、北京林业大学等10余家科研院所、高等院校;基金项目文献占高被引文献数量的48.14%,高被引文献被引频次的高低与有无基金项目资助或基金项目级别高低无直接关系。提出优化期刊出版流程,关注行业热点,维系并扩大高被引文献作者群,不断拓宽稿件来源,坚持以学科热点、科技创新前沿内容为遴选稿件标准,不断提高期刊影响力。