检索结果-内蒙古大学图书馆

系统仿真学报 2025年第3期37卷 667-678页

作者：林桂娟李子涵王宇厦门理工学院机械与汽车工程学院福建厦门361024

为了解决在较大且复杂场景下,传统A*算法寻路会遍历大量节点、计算时间长、易陷入U型陷阱等问题,结合跳点搜索(jumppoint search,JPS),提出一种改进A*算法,利用图像处理技术对全局地图进行关键点提取。对全局地图进行前处理,获取与障碍... 详细信息

为了解决在较大且复杂场景下,传统A*算法寻路会遍历大量节点、计算时间长、易陷入U型陷阱等问题,结合跳点搜索(jumppoint search,JPS),提出一种改进A*算法,利用图像处理技术对全局地图进行关键点提取。对全局地图进行前处理,获取与障碍物对角相距1格的角点,构建关键点列表,提出全局关键点代替A*算法所需要遍历的节点,大量减少计算量;提出布雷森汉姆直线算法重新定义邻居点,使其能够类似于A*算法探寻邻居点获取路径。在MATLAB中进行仿真验证,并在实际场景中测试,结果表明:改进A*算法在更快获取路径的基础上,路径长度更短,折点数更少,有效解决U型陷阱问题。

关键词：路径规划改进A*算法关键点提取移动机器人

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基于蚁群算法与人工势场法融合的移动机器人路径规划

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仪器仪表学报 2025年第2期46卷 1-16页

作者：邓冬冬许建民孟寒杨炜厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024

为解决移动机器人在复杂环境和动态障碍物条件下规划出的全局路径质量差以及局部路径易于陷入局部最优等问题,提出一种基于蚁群算法与人工势场法的融合算法。首先,针对传统蚁群算法全局搜索能力差,收敛速度慢等问题,优化了其搜索方式,... 详细信息

为解决移动机器人在复杂环境和动态障碍物条件下规划出的全局路径质量差以及局部路径易于陷入局部最优等问题,提出一种基于蚁群算法与人工势场法的融合算法。首先,针对传统蚁群算法全局搜索能力差,收敛速度慢等问题,优化了其搜索方式,构建了新的信息素更新规则,引入了修正后的启发式信息,设计了路径节点优化策略以提高其路径质量和搜索效率;其次,通过将移动机器人到目标点的相对距离加入到斥力势场函数中以及设置子目标点来解决传统人工势场法存在目标不可达和局部极小值的问题;最后,融合改进后的蚁群算法和改进后的人工势场法来提高融合算法在复杂动态和静态环境下的路径规划性能。通过仿真分析选取改进人工势场法的参数组合。仿真结果表明:改进蚁群算法较传统蚁群算法最优路径缩短26.23%,路径转折点减少60.00%,搜索效率提升73.75%;改进人工势场法有效地解决了传统人工势场法的局限性同时提高了其局部避障能力;融合算法在保持贴合全局最优路径的前提下能够规划出无碰撞平滑路径。实验结果表明:在实际场景中,与现有传统算法相比,改进蚁群算法规划出的路径更短;在Gazebo物理仿真平台中,融合算法能够对静态障碍物进行有效避障,验证了其理论可行性。

关键词：移动机器人路径规划蚁群算法人工势场法融合算法

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基于多级视野自适应蚁群算法的移动机器人路径规划

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农业机械学报 2024年第11期55卷 475-485页

作者：许建民邓冬冬宋雷杨炜厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024

针对传统蚁群算法(Ant colony optimization,ACO)在应用于移动机器人路径规划时存在优化能力差,易于死锁,搜索效率低等问题,提出一种多级视野自适应蚁群(Multi-level field of view adaptive ant colony optimization,MLFVAACO)算法。... 详细信息

针对传统蚁群算法(Ant colony optimization,ACO)在应用于移动机器人路径规划时存在优化能力差,易于死锁,搜索效率低等问题,提出一种多级视野自适应蚁群(Multi-level field of view adaptive ant colony optimization,MLFVAACO)算法。首先在ACO的基础上依次扩展2级视野使得规划出的路径更加平滑;其次设计了自适应全局初始信息素更新策略,既避免了蚂蚁在算法初期出现盲目搜索现象又加强了蚂蚁选择可选区域的指导作用;然后对算法迭代过程中的死锁蚂蚁进行优化,以提高蚁群的利用率和增加搜索解的多样性;最后对蚂蚁的状态转移规则进行改进来避免蚂蚁陷入局部最优解。通过仿真选取MLFVAACO算法的最优参数,在2种不同复杂程度的格栅地图中分别与传统ACO算法、改进ACO算法和图搜索算法进行对比,验证MLFVAACO算法的可行性和有效性。仿真结果表明,在简单与复杂环境中,MLFVAACO算法相较于传统ACO算法最优路径分别缩短12.74%和4.38%,路径转折点分别减少50%和63.16%,蚂蚁利用率分别提升99.99%和99.95%,搜索效率分别提高60.14%和62.17%;相较于改进ACO算法和图搜索算法,MLFVAACO算法能够规划出路径平滑度更好的最短路径,同时搜索解的质量也更好。这充分验证了MLFVAACO算法在应用于移动机器人路径规划时具有出色的综合性能。

关键词：移动机器人全局路径规划蚁群算法多级视野死锁

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融合改进A*算法和动态窗口法的移动机器人路径规划

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系统仿真学报 2024年第8期36卷 1884-1894页

作者：赖荣燊窦磊巫志勇孙帅厦门理工学院机械与汽车工程学院福建厦门361024

针对传统A*算法存在拐点冗余、搜索效率低和规划路径曲折等问题,提出一种改进A*算法与改进动态窗口法相结合的融合算法,用于移动机器人的路径规划。针对拐点冗余问题,通过提取关键节点有效去除无用拐点;针对搜索效率低问题,在评价函数... 详细信息

针对传统A*算法存在拐点冗余、搜索效率低和规划路径曲折等问题,提出一种改进A*算法与改进动态窗口法相结合的融合算法,用于移动机器人的路径规划。针对拐点冗余问题,通过提取关键节点有效去除无用拐点;针对搜索效率低问题,在评价函数的启发函数中引入动态加权因子,改变搜索邻域,减少搜索节点,提高算法运行效率;针对规划路径曲折问题,对规划后的路径使用改进动态窗口法进行优化,提高路径平滑度。通过MATLAB仿真对比实验,证明融合算法在全局路径优化方面的优势,有效减少路径冗余节点数量、缩短路径长度。此外,所提融合算法能够增加机器人路径平滑度和运动稳定性。

关键词： A*算法动态窗口法融合算法路径规划路径平滑

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基于直方图特征蒸馏的密集交通目标检测

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汽车工程 2025年第4期47卷 636-644,679页

作者：张亿鸿钟铭恩谭佳威范康李正峰厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024 厦门大学航空航天学院厦门361005

密集交通场景下的多类交通参与者目标检测仍是一项颇具挑战的视觉任务,对于交通管理和安全至关重要。为此,针对密集交通参与者的局部遮挡和小尺度特点,提出一种深度神经网络检测算法DSODet。首先采用轻量化的CSPDarkNet网络提取交通图... 详细信息

密集交通场景下的多类交通参与者目标检测仍是一项颇具挑战的视觉任务,对于交通管理和安全至关重要。为此,针对密集交通参与者的局部遮挡和小尺度特点,提出一种深度神经网络检测算法DSODet。首先采用轻量化的CSPDarkNet网络提取交通图像特征;然后设计了多尺度特征融合上采样模块以增强对难检测目标的表达能力;随后增加高分辨率检测分支来提升对小尺度目标的检测能力;最后,提出直方图特征蒸馏训练方法,通过最小化教师模型与学生模型相同层特征直方图的交集比,来有效引导学生模型训练,实现参数优化与轻量化。实验结果表明,DSODet对交通参与者的平均检测精度为66.9%,对局部遮挡的小尺度目标为13.0%,均超越现有主流算法,模型参数量仅为2.9 M,体现了对边缘设备的友好性。相关代码将在https://***/XMUT-Vsion-Lab分享。

关键词：目标检测密集交通小尺度目标局部遮挡直方图特征蒸馏

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挂载式悬架结构设计及防侧翻性能验证

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机械工程学报 2024年第19期60卷 187-198页

作者：陈洋睿刘显贵罗熙李怡游铭娴陈立沛厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024 同济大学汽车学院上海201804

车辆侧翻是一种常见的交通安全事故,其中,悬架的动力学性能直接影响到车辆的操纵稳定性和转弯时的侧倾安全性能。针对车辆受到侧向力作用时可能发生侧翻的问题,设计了一套基于“挂载”理念的双叉臂悬架,其特点在于能使车辆在受到侧向力... 详细信息

车辆侧翻是一种常见的交通安全事故,其中,悬架的动力学性能直接影响到车辆的操纵稳定性和转弯时的侧倾安全性能。针对车辆受到侧向力作用时可能发生侧翻的问题,设计了一套基于“挂载”理念的双叉臂悬架,其特点在于能使车辆在受到侧向力作用时产生与常规悬架相反的侧倾角,从而达成有效预防侧翻事故的目的。首先建立该新型悬架动力学数学模型,基于MATLAB导入参数并通过Adams仿真计算,对比该新型悬架与传统悬架的动力学特性,表明该悬架在不同工况下的各项动力学性能要明显优于传统悬架;最终实车实验也验证该悬架对于防侧翻方面的独特效果,在抗侧倾性能上明显优于传统悬架,证实了该悬架结构理念能够提升车辆操纵稳定性与安全性。可以为赛车、全地形移动机器人等移动机械的悬架结构设计提供参考。

关键词：挂载式悬架结构设计防侧翻 Adams仿真

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正面碰撞自动紧急制动系统作用下六岁儿童乘员姿态对损伤风险的影响

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中国机械工程 2025年第3期36卷 483-492页

作者：王鹏潘迪叶美婷叶凡韩勇厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024 福建省客车先进设计与制造重点实验室厦门361024

为厘清汽车正面碰撞事故中不同坐姿儿童乘员在有无自动紧急制动系统(AEB)介入时头部及胸腹部损伤差异,结合城市快速路汽车的行驶速度(90km/h)与NHTSA-NCAP测试条件,建立了整车100%重叠率刚性壁障正面碰撞仿真模型。选取了某款带靠背的... 详细信息

为厘清汽车正面碰撞事故中不同坐姿儿童乘员在有无自动紧急制动系统(AEB)介入时头部及胸腹部损伤差异,结合城市快速路汽车的行驶速度(90km/h)与NHTSA-NCAP测试条件,建立了整车100%重叠率刚性壁障正面碰撞仿真模型。选取了某款带靠背的增高垫儿童约束系统(CRS)。采用THUMS 6YO人体有限元模型模拟了参考坐姿(RF)、前倾坐姿(HF-OP)和下潜坐姿(PSB),对比分析了有无AEB作用下儿童乘员在各坐姿下的运动学响应及头部和胸腹部损伤风险。结果表明:有AEB作用下,RF坐姿的儿童乘员HIC_(15)减小了43.6%,胸部3 ms合成加速度降低了24.6%;PSB坐姿的儿童头部3 ms合成加速度降低了19.2%,胸部压缩量减小了18.1%;HF-OP坐姿的儿童头部加速度峰值和胸部加速度峰值分别降低了28%和25%。可见各坐姿下AEB的介入均可显著降低儿童乘员的头部和胸部损伤风险。

关键词：正面碰撞儿童约束系统自动紧急制动 THUMS 6YO人体有限元模型坐姿

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基于深度学习的车载环视相机位姿在线校正

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激光与光电子学进展 2025年第6期62卷 236-246页

作者：方遒郭星浩黄智渊厦门理工学院机械与汽车工程学院福建厦门361024 厦门大学航空航天学院福建厦门361005

针对环视系统中相机位姿发生改变,需要重新进行外参标定的问题,提出一种基于深度学习的方法来校正环视相机位姿。首先,对采集的原始图像添加随机的位姿偏差值,将偏差后的图像转换成鸟瞰图输入特征提取网络中;其次,采取一种分阶段训练策... 详细信息

针对环视系统中相机位姿发生改变,需要重新进行外参标定的问题,提出一种基于深度学习的方法来校正环视相机位姿。首先,对采集的原始图像添加随机的位姿偏差值,将偏差后的图像转换成鸟瞰图输入特征提取网络中;其次,采取一种分阶段训练策略,使用不同的损失函数来学习图像中相机关键角度和位置的变化;最后,聚合四个方向的特征并回归出每个相机的6自由度位姿偏差值。实验结果表明:所提方法能够实时估计相机位姿偏差值,且优于同类型的标定方法,校正后的环视影像精度满足实际应用场景。

关键词：深度学习相机位姿在线校正环视影像

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MPDB工况下驾驶员姿态对损伤风险的研究

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汽车工程 2024年第5期46卷 874-881页

作者：韩勇李明旺张悦苁徐国超潘迪厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024 福建省客车先进设计与制造重点实验室厦门361024

为研究MPDB工况下驾驶员不同姿态的运动学响应及损伤风险,首先搭建了雅阁整车50%重叠移动渐进变形壁障(mobile progressive deformable barrier,MPDB)碰撞仿真模型,采用THUMS(Ver 6.1)人体有限元模型模拟了4种驾驶姿态:头部正常(HN)、... 详细信息

为研究MPDB工况下驾驶员不同姿态的运动学响应及损伤风险,首先搭建了雅阁整车50%重叠移动渐进变形壁障(mobile progressive deformable barrier,MPDB)碰撞仿真模型,采用THUMS(Ver 6.1)人体有限元模型模拟了4种驾驶姿态:头部正常(HN)、头部后仰(HR)、头部前倾(HF)、身体前倾(BF)。对比分析了碰撞速度为50 km/h时,4种驾驶姿态下驾驶员头部线性加速度、颅内压力、最大主应变以及胸部最大压缩量、肋骨塑性应变、心肺压力分布等参数。结果表明:HF和BF姿态下的头部损伤风险更高,其中颅内压力分别为474和744 kPa,超过重度颅脑损伤阈值235 kPa。4种驾驶姿态的心肺压力均超过严重损伤阈值170 kPa,心肺产生严重损伤概率较大。该研究结果理清了MPDB工况下驾驶员不同姿态的损伤风险,为汽车安全技术研究提供重要参考依据。

关键词：驾驶员 MPDB试验驾驶姿态头部损伤胸部损伤

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双鞘气聚焦溶液气溶胶喷印装置设计及实验

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精密成形工程 2025年第3期17卷 216-228页

作者：舒霞云陈赛张晓城王策邱光富厦门理工学院机械与汽车工程学院福建厦门361024

目的探究气溶胶喷印最佳成形参数并进一步提升喷印精度。方法首先,通过对气溶胶喷印头内流道模型进行建模,分析喷印头结构参数鞘气层锥角对喷印聚焦效果的影响。其次,借助仿真和实验,探究载气流量、一次聚焦比、二次聚焦比3种工艺参数... 详细信息

目的探究气溶胶喷印最佳成形参数并进一步提升喷印精度。方法首先,通过对气溶胶喷印头内流道模型进行建模,分析喷印头结构参数鞘气层锥角对喷印聚焦效果的影响。其次,借助仿真和实验,探究载气流量、一次聚焦比、二次聚焦比3种工艺参数对喷印聚焦效果、喷印线条形貌的影响。结果仿真计算结果表明,当一次聚焦鞘气倾角为70°、二次聚焦鞘气倾角为60°时,装置具有较好的聚焦效果。仿真和实验结果表明,3种不同工艺参数对喷印聚焦效果、喷印线条形貌的影响规律基本一致。当载气流量为20 mL/min、一次聚焦比为5、二次聚焦比为10时,获得了喷印质量最佳的线条,线宽约为72.13μm,约为喷嘴直径的14.4%。结论喷印线条线宽与载气流量呈正相关,与一次聚焦比、二次聚焦比呈负相关;喷印线条线高与载气流量、一次聚焦比、二次聚焦比呈正相关,证明了其仿真模型的合理性及可靠性。

关键词：气溶胶喷印双鞘气聚焦线条形貌微纳增材制造成形因素

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