检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2022年第12期56卷 108-117页

作者：李喆王顺森李勇吴君颜晓江徐耀博西安交通大学叶轮机械研究所西安710049 武汉第二船舶设计研究所热能动力技术重点实验室武汉430205

针对船舶的复杂管系布置设计工作量大、效率低下且依靠经验等问题,提出了一种船舶管线智能布置的优化Astar算法,建立了用于计算机识别的船舶虚拟布置空间模型,包括相关设备模型、管线简化模型、布置约束模型和栅格模型。对传统Astar算... 详细信息

针对船舶的复杂管系布置设计工作量大、效率低下且依靠经验等问题,提出了一种船舶管线智能布置的优化Astar算法,建立了用于计算机识别的船舶虚拟布置空间模型,包括相关设备模型、管线简化模型、布置约束模型和栅格模型。对传统Astar算法进行优化,基于管线长度、拐角个数和栅格能量值对代价函数进行重新设计,引入方向概率系数和能量值提高管线布置结果的确定性。通过案例的仿真模拟,探究了方向概率系数、能量值对于管线布置速率和质量的影响。结果表明:与传统Astar算法以及遗传算法相比,所提优化Astar算法的拐角个数分别减少了87%、50%;路径搜寻时间分别降低了67.5%、51.5%,进一步提高了管线布置效率。与传统Astar算法相比,优化Astar算法生成的船舶管线长度减小了49.8%,降低了管路成本,说明了该智能布置算法的适配性和优越性,对于实际船舶管线布置具有一定的借鉴性和指导性。

关键词：船舶管线智能布置优化Astar算法

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基于优化AFSA算法的滚动轴承故障特征提取

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北部湾大学学报 2023年第2期38卷 56-62页

作者：周向荣湄洲湾职业技术学院信息工程系福建莆田351100

针对现有滚动轴承故障特征提取算法存在的特征采集效率低、有效数据迭代慢等不足,提出一种基于优化人工鱼群(AFSA)的故障特征提取算法。作为一种高效的群智能算法,AFSA主要通过AFSA个体觅食算子、聚群算子和追尾算子,平衡食物源与个体... 详细信息

针对现有滚动轴承故障特征提取算法存在的特征采集效率低、有效数据迭代慢等不足,提出一种基于优化人工鱼群(AFSA)的故障特征提取算法。作为一种高效的群智能算法,AFSA主要通过AFSA个体觅食算子、聚群算子和追尾算子,平衡食物源与个体密度之间的关系;对经典AFSA算法进行优化,采用人工方式调整共轭梯度方向,避免由于数据集过大、活鱼群个体位置更新过慢而产生随机偏差,进而提升对故障特征分类的准确性。实验结果显示:该群智能算法的故障提取性能远优于信号盲分离、小波包和卷积神经网络3种传统算法,当迭代次数达到50次时,步长函数取值能够收敛到最小。

关键词：优化AFSA算法滚动轴承共轭梯度随机偏差故障特征提取

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基于优化A*和MPC融合算法的三维无人机航迹规划

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系统工程与电子技术 2023年第12期45卷 3995-4004页

作者：宋超李波马云红黄晶益西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

针对传统A*算法在二维无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)航迹规划中存在的不足,提出了一种优化A*算法与模型预测控制融合的三维UAV航迹规划方法。通过压缩搜索空间和平滑处理,提出了一种基于三维空间的优化A*算法,综合考虑全局规划... 详细信息

针对传统A*算法在二维无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)航迹规划中存在的不足,提出了一种优化A*算法与模型预测控制融合的三维UAV航迹规划方法。通过压缩搜索空间和平滑处理,提出了一种基于三维空间的优化A*算法,综合考虑全局规划与实时避障需求,构建了优化A*算法与模型预测控制的融合算法。仿真验证表明,融合算法能够实现三维复杂环境下UAV实时避障航迹规划,搜索节点少,路径长度短且更加平滑,具有很好的环境适应性。

关键词：无人机航迹规划优化A*算法模型预测控制三维空间模型

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融合改进A^(*)算法与动态窗口法的路径规划研究

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系统仿真学报 2024年第9期36卷 2171-2180页

作者：姬鹏张新元高帅轩魏铄让河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038 北京华卓精科科技股份有限公司北京100176 冀凯(河北)机电科技有限公司河北石家庄050000

针对传统A^(*)算法搜索效率较低、拐点冗余和易碰撞等问题,提出了一种融合改进A^(*)算法与动态窗口法的智能车辆路径规划算法。改进了搜索点筛选方法、优化了评价函数、根据拐点间的斜率值筛选出关键拐点,并去除冗杂拐点。在优化后的每... 详细信息

针对传统A^(*)算法搜索效率较低、拐点冗余和易碰撞等问题,提出了一种融合改进A^(*)算法与动态窗口法的智能车辆路径规划算法。改进了搜索点筛选方法、优化了评价函数、根据拐点间的斜率值筛选出关键拐点,并去除冗杂拐点。在优化后的每两个关键拐点间采用兼备速度与安全的优化动态窗口法进行局部避障。实验表明:该算法相较传统A^(*)算法在检索速度上提升了45%,拐点数量减少了91%,提高了路径平滑度。融合后的算法能在确保全局路径最优的情况下达到局部最优,可以实现实时避障。

关键词：优化A^(*)算法优化动态窗口法融合算法路径规划实时避障

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基于改进A*算法的矿用自卸车路径规划算法

基于改进A*算法的矿用自卸车路径规划算法

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作者：滕思宇吉林大学

学位级别：硕士

近些年来,随着国家经济实力和科技水平急速发展,科技化、智能化产业越发得到社会各界广泛重视。其中有一个重中之重的方向就是汽车智能化,由于机器执行程序存在其确定性,所以汽车智能化产业的落地可以极大程度上解决司机人力问题以及人... 详细信息

近些年来,随着国家经济实力和科技水平急速发展,科技化、智能化产业越发得到社会各界广泛重视。其中有一个重中之重的方向就是汽车智能化,由于机器执行程序存在其确定性,所以汽车智能化产业的落地可以极大程度上解决司机人力问题以及人为原因造成的安全问题。但是汽车智能化产业距离完全落地还有很长的一段时间,汽车智能化的单车智能方向就存在极大的挑战。随着科学技术的进步和发展,智能化已经慢慢渗透到传统行业。采矿业历来都是国家的重要战略方向,但是传统的采矿业存在着危险性大、工作强度高和工作环境差等多方面问题,由于以上问题,采矿企业目前存在招工难、费用高、污染大等问题,所以如何实现矿山的无人化是解决传统采矿业痛点问题的关键。而在其中自动驾驶是解决矿山运输问题的重要一环,路径规划作为自动驾驶框架的核心部分,同样面对复杂的挑战。本文提出了一种适用于矿区复杂工况的路径规划算法,在此种算法提出之前工业界几乎没有专门针对矿区的规划算法。此算法在离线测试过程中取得良好结果,在实车测试过程中避障效果同样稳定,并部署于多台矿用自卸车上。本文首先简述智能驾驶车辆的框架结构,然后对矿用自卸车智能化改装进行说明,经过改装后的矿用自卸车在复杂矿区环境中已经实现对环境的初步感知和定位,为路径规划算法提供基础。然后针对智能矿山中无人车局部路径规划中存在的安全性、实时性方面的问题,提出了一种基于传统A*算法的改进路径规划算法。本文首先改变传统A*算法路径点约束,由二维的(x,y)更改为(x,y,yaw),生成的路径由曲线连接而非直线。其次,由于算法的扩展方式发生改变,所以对于算法的启发式函数进行优化,启发式函数由距离代价函数,曲率代价函数和航向角变化率代价函数所组成。再次,对初始路径进行在优化,提高路径的平滑性和安全性。本文针对矿区存在的深坑特殊工况,提出了创新性的优化方法,可有效提高生产效率,降低能源消耗。本文算法首先在仿真环境中进行大规模测试,以测试算法的完备性、安全性和实时性。而后再实际场景中投入使用,取得不错的结果,可以实现矿区自动驾驶的绕障功能。相较于传统的Dijkstra算法和被广泛使用的Lattice算法,本文提出的算法在规划速度和路径质量明显更好,更适用于矿区复杂环境。

关键词：智能驾驶路径规划优化A*算法软约束优化

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基于关联规则挖掘的滚齿加工碳足迹研究与应用

基于关联规则挖掘的滚齿加工碳足迹研究与应用

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作者：张香浙江理工大学

学位级别：硕士

我国属于制造业大国,要想在机械制造领域减少碳排放,需要全国的大中型骨干企业在低碳制造研究方面下大力气,尤其是齿轮制造领域。齿轮作为常用的传动部件,在机械制造行业中占有重要地位。齿轮齿形的加工方法和机床设备多种多样,滚齿机... 详细信息

我国属于制造业大国,要想在机械制造领域减少碳排放,需要全国的大中型骨干企业在低碳制造研究方面下大力气,尤其是齿轮制造领域。齿轮作为常用的传动部件,在机械制造行业中占有重要地位。齿轮齿形的加工方法和机床设备多种多样,滚齿机使用较为频繁,而滚齿加工过程消耗的物料和能源量多,并且碳排放影响因素众多。近年来对于齿轮碳足迹核算积累的大量数据的研究很少,导致不能有效利用。为了从这些数据中挖掘出滚齿加工过程碳排放影响因素背后的关联关系,为企业决策者提供有用信息以实现滚齿低碳制造,本文在基于大量碳足迹数据的背景下,采用数据挖掘常用的关联分析方法对滚齿加工过程进行研究。首先,本文选取齿轮滚齿加工碳足迹为关联规则挖掘应用对象,将齿轮制造企业信息系统作为碳足迹数据和基础数据信息来源,从PDM、CAx、MES等构成部分分类获取相关特征。结合对滚齿加工原理和滚齿机传动运动等滚齿加工过程分析,明确滚齿加工过程的主要碳排放源为滚齿机床、齿轮工件、滚刀刀具和切削液。根据滚齿加工过程和碳排放来源总结碳排放影响因素,分析滚齿机床、齿轮工件、滚刀刀具、切削液、切削用量和其他碳排放影响因素以及这些影响因素之间的关联影响。其次,碳足迹核算得到的数据可能存在缺失值,数据出现噪声、冗余等异常情况,或者存储在齿轮企业信息系统的形式不统一,碳足迹数据集过大不便于挖掘。考虑到在关联规则挖掘中,为了准确且高效地挖掘出滚齿碳足迹具有潜在价值的信息,得到的数据需要进行数据预处理的过程,包括数据清理来获得处理缺失、噪声和冗余后的大数据集;数据变换让关联属性值介于特定的等分区间,方便转换成容易存储的格式;数据归约通过减量或者降维以达到数据压缩的目的,在保证关联结果不受影响的情况下提高关联挖掘的效率。接着对通过一系列预处理操作之后得到的数据构建滚齿碳足迹数据仓库,鉴于搜索的快速响应和存储的高效原则选定MySQL数据库进行存储,并比较了滚齿碳足迹数据仓库与OLAP之间的关系,实现碳足迹关联规则挖掘效率的提升。最后,使用关联规则挖掘滚齿加工碳足迹特征即滚齿机床、齿轮工件、滚刀刀具和切削液,这四种影响因素之间的潜在联系,根据整个流程创建滚齿加工碳足迹关联模型()amT gear。Apriori算法的实践过程中,通过例子表明先验性质可以在很大程度上减少不必要的频集。针对Apriori算法耗时的缺点,为缩减挖掘时间,在实践中采用改进之后的挖掘算法FP-growth。通过属性或者数据集差异度量化源源不断的新数据对老数据模型上产生的误差。最终挖掘得出的信息可以为齿轮制造企业决策者提供更合理的低碳制造建议和数据支撑。在完成上述步骤后,开发一种针对齿轮制造企业用的基于滚切过程碳足迹数据的挖掘系统,让复杂的挖掘操作交给系统去实现,而企业人员只需要一些简单的界面操作就能快速实现数据挖掘。

关键词：碳足迹滚齿加工数据挖掘关联规则优化Apriori算法

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异构无线传感器网络中高效路由分簇算法研究

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新乡学院学报 2020年第6期37卷 26-31页

作者：付志荣福建艺术职业学院服装设计系福建福州350100

针对传统HWSN路由分簇算法存在簇首节点死亡过快,能耗分布不均衡等不足,提出基于节点能耗均衡模型的高效路由分簇算法。基于节点间的最优通信距离建立均衡能量传输模型,并引入竞争机制选举簇首节点。在簇内节点通信路径规划方面,利用优... 详细信息

针对传统HWSN路由分簇算法存在簇首节点死亡过快,能耗分布不均衡等不足,提出基于节点能耗均衡模型的高效路由分簇算法。基于节点间的最优通信距离建立均衡能量传输模型,并引入竞争机制选举簇首节点。在簇内节点通信路径规划方面,利用优化Aco算法实现在全局范围内信息素更新,降低簇间开销。仿真结果表明,利用提出的路由分簇算法使节点死亡速度更慢,网络传输性能更强,网络生存时间也得到了延长。

关键词：无线传感器网络路由分簇能耗均衡模型优化Aco算法

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基于SLAM的移动机器人地图构建与路径规划研究

基于SLAM的移动机器人地图构建与路径规划研究

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作者：汪宝珠宁夏大学

学位级别：硕士

随着计算机技术、嵌入式系统及人工智能等领域科学技术的迅猛发展,移动机器人因其具备的环境感知、路径规划、动作控制及协同运动的特性在人类的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。而定位问题则是移动机器人应用于现实的前提,传统的... 详细信息

随着计算机技术、嵌入式系统及人工智能等领域科学技术的迅猛发展,移动机器人因其具备的环境感知、路径规划、动作控制及协同运动的特性在人类的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。而定位问题则是移动机器人应用于现实的前提,传统的机器人定位是在已知环境信息的基础上完成的,但在实际环境下往往是困难甚至是不可能的,故未知环境下的同步定位与地图构建已经成为机器人研究领域的一项核心技术。针对目前智能移动机器人在复杂环境下和未知噪声等不利因素影响下出现的定位不准和无法精准路径规划的现状,本文基于SLAM技术对移动机器人地图构建与路径规划相关算法进行研究。本文主要研究内容如下:首先,研究并搭建了可实现自主定位与路径规划的移动机器人硬件、软件综合系统,并对机器人的运动学模型、航迹推演模型、环境地图模型、深度相机模型、激光雷达测距模型以及里程计模型进行了详细的推导和证明。其次,对SLAM问题进行数学描述;针对单一的编码器容易产生较大定位误差的问题,采用扩展卡尔曼滤波算法对IMU和里程计数据进行融合,实时提高机器人定位精度;针对2D激光雷达在复杂三维环境下无法检测高于或低于其检测平面障碍物的问题,采用深度相机与激光雷达数据融合的方式,在不同高度层面准确感知障碍物;分析对比了三种激光SLAM算法,并详细推导了 Cartographer算法原理,并针对其自身存在的位姿估计滞后的问题,采用里程计数据和IMU数据融合的方式对位姿预估计,优化了 Cartographer算法框架。最后,设计了移动机器人Navigation Stack导航框架;研究了主流的自适应蒙特卡罗定位(AMCL)算法;分析对比了多种路径规划算法,针对传统的A*算法存在的碰撞率高及规划路径转弯次数多、平滑度低的缺陷,提出了一种优化A*算法,并给出了防碰撞策略和路径平滑度优化策略;通过Matlab、Rviz及Stage仿真平台对定位与路径规划算法进行仿真实验,并对实验结果进行分析。

关键词：移动机器人 SLAM Cartographer算法自适应蒙特卡罗定位路径规划优化A*算法

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基于建筑结构图的室内路径规划

基于建筑结构图的室内路径规划

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作者：张家赫天津大学

学位级别：硕士

应用于室内自导航机器人的室内定位导航系统的主要研究目标是实现室内机器人按照预设的目标实现自我定位和运动导航。为了实现这些功能,除定位算法和导航控制算法以外,在已知或未知环境下的路径规划也是极为重要的一部分。然而,对于典... 详细信息

应用于室内自导航机器人的室内定位导航系统的主要研究目标是实现室内机器人按照预设的目标实现自我定位和运动导航。为了实现这些功能,除定位算法和导航控制算法以外,在已知或未知环境下的路径规划也是极为重要的一部分。然而,对于典型的点到点的路径规划问题,已有经典算法在较为复杂的、由多种空间组成的室内场景中都面临着较为严重的搜索计算效率问题。而且,这些方法虽然保证了路程上最短,但往往不适合室内机器人的移动,比如路径紧贴障碍物行进,路径有较多大角度转弯,穿过无关房间等问题。为了解决上述问题,本文在充分研究和分析国内外已有相关研究的基础上,首先提出了一种基于数据库存储的混合式室内地图模型,该模型可以根据室内空间的不同特点,将室内地图信息分别存储为栅格地图、节点连接地图和动态障碍信息,并实现了各类地图在同一存储结构中的衔接;其次,本文还对A*算法的代价函数进行优化,使路径中包含机器人体积和转弯信息的综合代价最小,并利用神经网络重定义启发函数,提高了算法效率;最后,提出了一种根据不同地图模型采用不同算法进行分段路径搜索,并依据定位精度动态调节步长的方法。本文通过在办公楼和购物中心场景下的仿真,将结果和相关参数与经典算法和已有相关算法进行比较,验证了本文所提出室内路径规划算法可以高效地得到一条适合室内机器人的合理的路径。

关键词：室内路径规划优化A*算法混合式地图室内导航

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基于多元LP模型的风电场道路优化设计方法

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地理信息世界 2019年第1期26卷 61-65,76页

作者：周涛朱庆曾浩炜谢潇丁雨淋西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756 中国科学院沈阳应用生态研究所环境计算与可持续发展重点实验室辽宁沈阳110016

在风电场道路自动选线设计中,为了满足相关技术规范,确保车辆行驶安全,减少施工工程量,本文提出一种基于多元线性规划(LP)模型的道路优化设计方法,实现了在三维GIS环境下顾及风电工程建设成本及道路线形设计规范的平面道路快速构建。以... 详细信息

在风电场道路自动选线设计中,为了满足相关技术规范,确保车辆行驶安全,减少施工工程量,本文提出一种基于多元线性规划(LP)模型的道路优化设计方法,实现了在三维GIS环境下顾及风电工程建设成本及道路线形设计规范的平面道路快速构建。以辽宁省杨树湾及陕西省定边两个风电场道路设计为例,结果表明该方法在选线基础上平均道路总长降低22%,平均道路挖填方量降低19%,最终获得建设成本最优及规范化修正的线路设计方案。实验表明该方法明显提升了道路设计自动化水平与能力,为道路要素自动提取和批量标准化出图奠定了基础,具有良好的实用性和有效性。

关键词：风电场道路优化A*算法多元线性规划自动优化

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