基于最短时间的公交乘车路径查询模型

很多经典的公交路径查询算法都把焦点放在行驶路径最短搜索上,而忽略了越来越影响人们出行时间花费的等车和换车上.本文利用有向带权图建立了一种综合考虑等车、换乘和运行时间的最短时间公交出行路径查询模型,通过灵活的权值设定策略优化查询目标.实验表明,提出的模型有效、实用,具有很好的灵活性.     

电动全地形车动力性及乘坐舒适性分析

传统全地形车的整车车体振动主要由发动机振动和路面激励引起.为了提高全地形车的乘坐舒适性,用无刷直流电机取代发动机设计了后轮电机驱动的电动全地形车（EATV）,并对其动力性和乘坐舒适性进行了分析.利用机械动力学仿真软件ADAMS建立了包含蓄电池、电机、电机控制器、车架等电动全地形车整车动力学模型;利用Simulink软件设计了车速与电流双闭环电机控制系统.通过ADAMS-Simulink联合仿真,测试了直线加速工况下电动全地形车后轮电机驱动的动力性,结果表明,所设计的电机控制系统能够满足全地形车的动力性需求.模拟了电动全地形车与传统全地形车在不平路面上的行驶状况,对其乘坐舒适性进行了对比分析,结果表明,电动全地形车的乘坐舒适性有显著提高.     

考虑充电调度的电动无人车配送路径规划问题研究

在充电站有充电容量约束的情况下,研究充电调度电动无人车配送路径规划问题。首先以极小化车队中电动无人车的最大行驶距离为目标,构建数学规划模型,为电动无人车车队安排配送路径,使得各车的行驶距离尽可能均衡;其次应用动态规划算法(Dynamic programming algorithm, DP)求解小规模算例,改进遗传-模拟退火算法(Genetic-simulated annealing algorithm, GA-SA)优化较大规模算例的电动无人车路径和充电策略;最后对相关因素进行灵敏度分析,以验证所提出算法的可行性与合理性。结果表明：DP算法解小规模算例表现良好;改进GA-SA算法与单纯遗传算法(Genetic algorithm, GA)相比,求解大规模算例时优化的路径效果更佳,且大大缩短电动无人车车队的最长子路径的长度和总行驶距离。该研究可以为物流公司的电动无人车配送业务发展提供参考,帮助企业提高电动无人车的运输效率和服务水平,降低配送成本。     

智能公交无人场站场景构建及调度策略研究

针对无人公交场站通行效率低、调度不规律等问题,提出无人场站虚拟场景的构建方法,建立车-路-云一体化环境下的无人公交调度仿真平台。根据高精卫星地图和场站内部场景要素尺寸、位置等信息,利用PreScan软件构建无人场站场景模型,利用Trucksim软件构建车辆整车模型和横纵向动力学模型;考虑无人公交电池荷电状态（state of charge, SOC）、场站内部充电位和停车位的分布情况,设计了无人公交场站全局调度策略,确定无人公交停车、充电方案和充电标准,基于改进的Dijkstra算法规划无人公交行驶路径。为验证该场景模型及调度规划策略的有效性,基于PreScan、Trucksim和Matlab/Simulink构建无人场站综合仿真平台,结合实车传感器采集的行驶信息,验证了该平台的可靠性。通过综合仿真平台数据和实车测试数据对比可得,无人场站整体通行效率提高了14.30%。     

基于QT与ADAMS的路径规划及跟随仿真

在车辆相关的路径识别、路径规划、寻迹行驶领域,更多的是关注识别、规划、跟随的算法研究,在这些研究中所采用的车辆模型基本都是经过简化的数学模型。为了在相关的算法研究中考虑到复杂车辆模型的影响,基于MATLAB、QT等算法开发软件进行路径识别及规划并在ADAMS/CAR内建立了复杂的车辆系统,通过在ADAMS/CAR内进行寻迹行驶仿真,较为真实地反映了车辆寻迹行驶时的运动状况,为算法优化和车辆设计提供了依据。     

并联混合动力汽车工况识别与参数优化

针对现有混合动力汽车能量管理策略存在的局限性,以某型并联混合动力汽车为研究对象,基于ADVISOR车辆仿真软件中24种标准工况构建组合工况,选定车辆行驶过程中的平均速度、平均绝对加速度以及怠速时间比3个参数为工况识别特征量,利用K均值聚类算法得到4种典型行驶工况,建立整车能耗优化目标函数,采用粒子群算法对电量消耗-电量维持型(CD-CS)规则控制策略主要参数离线寻优,得到4种典型行驶工况下的功率分配权重,且在MATLAB/Simulink平台上建立整车仿真模型验证。仿真结果表明,所采用控制策略能够准确识别行驶工况,与未采用工况识别的能量管理策略相比,电机与发动机间的能量分配更加合理,车辆综合油耗下降5.45%,电池荷电状态变化更加平稳。     

基于MC9S12XS128的激光传感器循迹智能车控制系统设计

以飞思卡尔MC9S12XS128单片机为控制芯片,设计能够自主循迹行驶的智能车。利用双排激光传感器采集路径信息,获取车中心线与路径中心线位置偏差信息;采用分段比例法控制追踪舵机转动使上排激光传感器追踪路径中央黑线、PD算法控制转向舵机转向使车沿黑线行驶;根据细化的路径信息及速度编码器所测智能车的当前速度,对控制车速的直流电机采用增量式PID算法闭环调节控制。实验结果表明,智能车能在不同弯道下对舵机及行驶速度实现准确控制,稳定快速地循迹行驶。     

基于交通流量预测的动态最优路径规划研究

针对传统算法仅适用静态路况的缺点,提出基于交通流量预测的动态最优路径规划方法.通过建立道路运营网络模型,计算流量碰撞概率和道路拥堵概率,重新定义路段的权值并改进了传统算法,实现了动态路况下的最优路径规划,并对传统算法与改进算法进行仿真实验,得到3种实验结果.结果表明,改进算法在交通高峰期得到的最优路径所需行驶时间比传统算法得到的最优路径行驶时间减少16%～23%,有效提高了交通调度效率.     

基于有理B样条曲线的焊接机器人操作空间轨迹规划

对空间复杂曲线机器人轨迹规划问题进行了研究.通过Solid Works软件提取三维模型上焊缝曲线的IGES数据文件,将曲线分为直线、圆弧、有理B样条曲线形式;建立曲线路径点离散算法模型,并根据工件特征进行各路径点的焊枪坐标系路径规划工作.在VBA环境下编制规划程序,并传送给Robotstudio软件.仿真和焊接实验表明:该算法相比人工示教工作可以快速完成焊接机器人的路径规划工作.     

混合自适应动态规划和蚁群算法的agent路径规划

针对agent路径规划算法收敛速度慢和规划效率低的缺点,提出了一种基于自适应动态规划和蚁群算法的agent路径规划算法.首先,利用agent获取的各距离传感器和目标传感器数据来获得系统状态的输入和输出;然后,提出了一种基于蚁群算法的路径各位置信息素更新方法,并用算法收敛后的信息素来初始化值函数;基于初始化的值函数,提出采用自适应的动态规划算法即Q学习算法来更新值函数,实现状态到动作的最优策略.最后,对基于自适应动态规划算法和蚁群算法的agent路径规划算法分别进行了定义和描述.在MATLAB环境下对所提的方法进行了仿真实验,实验结果表明:在固定障碍物和随机障碍物分布两种情况下所提方法均能收敛,而且分别仅需18个和25个时间步就能达到目标,较其它方法具有更高的收敛精度.     

基于 PID 控制的月面巡视探测器坡度行驶仿真分析

通过月面巡视探测器爬坡轮与地面的相互作用分析,建立月面巡视探测器坡度行驶地面力学模型。根据双闭环直流调速系统工作原理,采用位置式PID控制算法编写了电机驱动仿真模块,并将电机驱动仿真模块融合到月面巡视探测器多体动力学仿真体系中,构建了完整的月面巡视探测器动力学仿真系统。对月面巡视探测器坡度行驶工况进行仿真分析,初步实现了对月面巡视探测器动力学模型的验证,为月面巡视探测器驱动控制算法、运动规划和路径规划仿真提供技术支持。     

Calculation on the pitch angle of rocker of a rocker lunar rover in uneven terrain and path planning

For the concerted motion of rocker lunar rover, the pitch angle of rocker of a rocker lunar rover in uneven terrain must be calculated. According to the character of passive shape-shifting adaptive suspension of rocker lunar rover, the model of rocker lunar rover and the model of terrain were both simplified. The pitch angle of rocker was calculated using forward solving, reverse solving and the method of offsetting the curve of terrain re- spectively. Because of the banishment of the nonlinearity of equation sets of calculation by reverse solving, the calculation of the pitch angle based on reverse solving was programmed by means of MATLAB. Simulations were carried out by means of ADAMS. The result verified the validity of the calculation based on reverse solving. It provides the theoretical foundation for motion planning and path planning of rocker lunar rover. As applications of the calculation of pitch angle of rocker, the multi-attribute decision making of path based on the concerted motion planning and the predictive control on lunar rover based on the Markov prediction model were introduced.     

Calculation on the pitch angle of rocker of a rocker lunar rover on uneven terrain and path planning

Forthe concertedmotion of rockerlunar rover,the pitch angle of rocker of a rocker lunar rover in uneven terrain must be calculated.According to the character of passive shape-shifting adaptive suspension of rocker lunar rover,the model of rocker lunar rover and the model of terrain were both simplified.The pitch angle of rocker was calculated using forward solving,reverse solving and the method of offsetting the curve of terrain respectively.Because of the banishment of the nonlinearity of equation sets of calculation by reverse solving,the calculation of the pitch angle based on reverse solving was programmed by means of MATLAB.Simulations were carried out by means of ADAMS.The result verified the validity of the calculation based on reverse solving.It provides the theoretical foundation for motion planning and path planning of rocker lunar rover.As applications of the calculation of pitch angle of rocker,the multi-attribute decision making of path based on the concerted motion planning and the predictive control on lunar rover based on the Markov prediction model were introduced.     

基于刚柔耦合模型的月球车振动特性仿真

为了分析月球车在月表环境下的振动特性,将其作为一个刚柔耦合多体系统,基于三维实体造型和多体动力学分析软件建立了刚柔耦合动力学模型。根据美国国家航空航天局的研究,建立了月球表面位移功率谱数学模型,结合谐波叠加法获得了月表不平度。以六轮月球车样机JLUIV-6为研究对象,通过典型越障工况试验验证了所建模型的可靠性。以月面不平度作为振动激励对所建立的动力学模型进行了仿真,分析了月球车车体的振动响应及振动加速度幅频特性。结果表明,月球车在0.8～1.8Hz处存在明显的共振区域,为月球车系统设计及优化提供了依据。     

ZigBee技术在室内定位中的应用

为了完成短距离室内定位问题,提出了一种利用ZigBee技术的解决方案.通过对无线电传播路径损耗模型的分析,给出了一种基于接受信号强度指示(Received Signal StrengthIndicator,RSSI)的节点定位算法.以三边定位算法为基础,对得出的解加权平均以达到优化定位结果的作用.实验研究表明,在一定的通讯距离之内,可实现在扩大定位范围的同时提高定位精度.现场实验中最佳定位控制精度可达到0.5 m.     

智慧医疗场景下考虑终端移动性的任务卸载策略

针对工作流任务、边缘服务器无线信号覆盖范围、智慧医疗场景以及终端移动路径,分别构建模型进行描述,根据移动终端的实时位置和移动速率构建基于移动路径的工作流任务执行时间及能耗模型. 根据边缘服务器的无线通信模型,引入任务执行延迟和任务迁移2种情况以保障服务的连续性和执行时间限制. 从全局角度综合考虑任务在云端、边缘服务器和本地的执行效益,设计工作流任务优先级划分算法和边缘服务器卸载优化算法,并使用遗传算法设计基于最佳移动路径的工作流任务卸载决策及调度算法,在可选路径中搜索满足用户响应时间约束,且移动端能耗最低的最佳路径和相应的任务卸载、调度方案. 仿真结果说明：该算法能够合理地分配计算资源,在用户响应时间约束下充分降低移动终端能耗,相较未考虑终端移动性的卸载算法,移动端能耗降低了19.8%.     

移动机器人路径规划定量研究

移动机器人工作环境的定量建模是移动机器人路径规划定量分析的基础，采用自由空间法，建立移动机器人工作环境的二维带权网络拓扑模型，模型中的长度矩阵描述工作环境的路径实际长度，宽度矩阵描述工作环境的路径实际宽度。在Dijkstra路径搜索算法中，引入路径宽度与机器人本体大小的比较以及规划后路径宽度的改变来解决移动机器人路径规划的定量问题，同时对Dijkstra搜索算法在效率上进行了改进。该算法的实验仿真表明，提出的路径规划方法是正确和有效的。     

基于遗传算法的综合布线路径布局研究

以综合布线系统的路径规划为研究对象,对布线路径中的公共路径和最短路径的双目标进行统筹规划,以满足不同情况下的不同施工需求. 首先给出了综合布线决策的整数规划模型,采用遗传算法构建了一种新的综合布线优化算法,用于进行综合布线路径规划的设计与研究. 在遗传算法的基础上,通过加权组合的方式实现公共路径和最短路径的协调,其中公共路径越长越节约工期,最短路径越长越节约成本. 最后,通过仿真对所提模型和方法的有效性进行了验证.     

月面巡视探测器路径规划性能评估算法

通过分析月面巡视探测器路径规划性能对算法进行评估,提出路径规划算法性能的量化评估函数,并经过实验验证评估函数的可行性。针对巡视探测器常用的两种全局规划算法和两种局部规划算法,通过评估函数的理论分析和实验验证得到更适应于月面巡视探测的路径规划搜索算法。这种评估算法路径规划性能的量化评估函数,不仅可行而且具有通用性,同样适用于其他的路径规划搜索算法。     

应用改进随机树算法的无人艇局部路径规划

针对无人艇航速高及实时性要求高的特点,为满足路径规划需要,在经典快速扩展随机树(RRT)算法的基础上,设计一种基于改进RRT算法的局部路径规划方法,引入抑制因子、限定转角和距离启发信息,改进生长点和探索点的选择,提高了算法速度.为兼顾航行距离最短和无人艇操控性能的特殊要求,对规划路径采取多余航点处理以及考虑回转性能的平滑处理.以海上和湖上典型雷达图像的处理结果为环境模型,进行局部路径规划试验.试验结果表明:该方法可以快速完成路径搜索,在提高搜索效率的同时缩短了规划距离,优化处理后的航线更适用于无人艇的跟踪,满足无人艇规划系统的要求.