结合深度图与美学评估的古建筑场景路径规划方法研究

随着虚拟现实技术的发展，在宣传、介绍旅游景点时越来越广泛的使用了虚拟景 点。而漫游功能作为虚拟景点中的重要的功能之一，为了使浏览者了解真实的景点环境，需要 根据浏览者的需求及真实的环境进行路径规划。为在保证路径上没有障碍物的前提下找出两点 之间足够短的路径且路径上能够浏览到足够赏心悦目的风景。首先主要通过对影像美学规则进 行分析，得到影响美学质量的因素。然后对蚁群算法进行改进，加入影像质量约束，同时避免 死锁问题，对一个未知场景进行路径规划，得到一条符合影像美学的路径。通过实验表明，该 方法得到的路径上平均风景质量相较于蚁群算法更高，更适合古建筑场景。     

基于Cardinal样条曲线的虚拟漫游路径优化

漫游路径不平滑和漫游相机视角方向固定是导致虚拟漫游沉浸感差的主要问题.基于此,提出一种基于Cardinal样条曲线拟合的漫游路径平滑过渡算法,解决漫游中由于漫游路径不平滑造成的视点跳跃问题;提出一种虚拟漫游相机视角方向动态更新算法,实现漫游相机视角方向沿路径方向动态更新,更加符合人们的观察习惯;最后,基于开源场景图形引擎(OpenSceneGraph,OSG)对上述算法进行了实现和实验验证.结果表明,基于所提方法生成的漫游路径平滑、漫游相机视角方向过渡自然,有效提高了漫游的虚拟沉浸感.     

最小旋转标架下的虚拟内窥镜自动漫游方法EI北大核心CSCD

为了准确地提取虚拟内窥镜的漫游路径,消除漫游过程中视觉上的画面旋转的现象,提出一种结合骨架提取与路径优化的虚拟内窥镜自动漫游方法.首先采用一种基于体素密度值加权的最短路径生成算法,在细化后的三维医学影像数据初始骨架上提取简单漫游路径;然后采用三次B样条曲线拟合方法得到最终的漫游路径;在沿此路径漫游时,通过计算最小旋转标架来优化虚拟摄像机的向上矢量,并设定向上矢量角度旋转阈值对漫游路径进行动态重采样,优化虚拟摄像机的位置参数.实验结果证明,该方法能提取准确的虚拟内窥镜漫游路径,并能获得较好的漫游视觉效果.     

基于遗传算法的轮式移动机器人轨迹优化研究

提出了一种基于遗传算法的轨迹优化方法．将移动机器人的运行轨迹分为若干小段．用遗传算法对每个小段进行规划和优化．从而得到移动机器人的整个运行轨迹。可以作为移动机器人轨迹优化的可行路径．并给出了相应的优化算法。     

一种虚拟人漫游虚拟环境的路径规划算法

提出了虚拟人在3D障碍环境中进行漫游的路径规划算法，该算法以虚拟环境的表示为基础，首先，把虚拟环境离散化为3D单元格，用八叉树表示由此形成的环境图。然后，用启发式宽度优先搜索算法进行路径规划，产生从初始位置到目标位置的最优路径，引导虚拟人对环境进行漫游，算法的可行性和有效性经过了实验验证。     

复杂装配体多层次装配路径规划研究

针对传统装配路径规划方法应用于复杂装配体时出现的组合爆炸问题,提出了一种基于人机交互的改进A-Star(A*)算法多层次装配路径规划方法。算法在传统启发式路径规划算法的基础上引入了干涉威胁概率、平滑度代价、权重系数参数,实现了算法不同侧重方向的最优路径寻找。算法首先根据基于人机交互的路径规划方法结合操作者的装配经验将复杂装配体划分为多个装配层次段,其次对各层次段中的装配零部件运用改进A*算法求解最优拆卸路径,并最终根据路径反演原则生成整个复杂装配体最优装配路径。结合算法仿真对比与KUKA工业机器人路径规划实例验证,得出上述方法较传统启发式路径规划方法提升了路径规划效率,满足了工业生产中复杂装配体自动路径规划需求。     

一种动态环境下移动机器人的路径规划方法

本文提出了在动态环境中，移动机器人的一种路径规划方法，适用于环境中存 在已知和未知、静止和运动障碍物的复杂情况．采用链接图法建立了机器人工作空间模型， 整个系统由全局路径规划器和局部路径规划器两部分组成．在全局路径规划器中，应用遗传 算法规划出初步全局优化路径．在局部路径规划器中，设计了三种基本行为：跟踪全局路径 的行为、避碰的行为和目标制导的行为，采用基于行为的方法进一步优化路径．其中，避碰 的行为是通过强化学习得到的．仿真和实验结果表明所提方法简便可行，能够满足移动 机器人导航的高实时性要求．     

基于虚拟障碍物的移动机器人路径规划方法

针对城市道路环境,将全局路径规划方法和局部路径规划方法相结合,提出了基于虚拟障碍物的路径规划方法.该方法首先采用A*算法得到一条全局最优的车道路径,然后根据全局最优的路径生成虚拟障碍物,最后将虚拟障碍物与传感器探知的实际障碍物融合,采用改进的向量直方图方法进行局部路径规划.该方法不仅能够充分利用已知环境信息生成全局最优...     

基于Vega的虚拟漫游场景中的路径规划研究

针对当前虚拟漫游系统存在的问题,对虚拟漫游场景中两种运动方式进行分析,将避障路经规划中的可视图法进行适当改进,提出了"左右判断法",简化了原有算法的时间复杂度,并将运用扩展到三维空间中.在手动漫游方式下实现了漫游物体的智能"滑行"避障.给出了Vega中这两种运动方式的实现步骤.算法在虚拟空间会议系统中得到了验证.     

基于改进蚁群算法的星球探测机器人路径规划技术

对蚁群算法中蚂蚁的个体行为进行改进，解决了星球表面复杂环境下探测机器人的路径规划问题．在个体行为中加入目标导向行为、惯性行为和沿障碍行走行为，并进行加权融合，改进了传统的ACO算法，提高了算法的智能，保证了算法的全局收敛性．在蚁群算法规划的基础上提出一种紧绳算法。对蚁群算法的最后结果进行处理，最终给出了最优规划路径．最后通过仿真对该方法进行验证．     

一种虚拟人导航运动的路径规划算法

提出了一种虚拟人在复杂的3D障碍环境中根据导航目标快速进行最优路径规划的算法,该算法以使用栅格法表示虚拟环境为基础。首先,将虚拟环境中虚拟人高度范围内所有障碍物的几何形状映射到一个离散的2D位图,并对障碍物进行“膨胀”;然后,使用提出的算法规划出一条从初始位置到目标位置的最优路径,引导虚拟人在虚拟环境中进行导航运动。该方法可以在较少的内存代价和计算代价的情况下,快速规划出从虚拟人目前位置到目标位置的最优路径,算法的可行性和有效性经过实验验证。     

智能轮椅室内导航路径规划算法

智能轮椅为丧失行走能力的人提高生活质量和生活自由度. 适用于智能轮椅的路径规划问题是其重要的技术之一. 实际环境中行走的难易程度是有区别的, 对此提出一种新的路径规划算法, 即寻找最优路径的导航方法, 对室内环境进行栅格模型建模, 并利用最邻近关系结合改进的A*算法来规划两个位置之间的最优全局路径, 采用虚拟力场算法实现途中的局部路径规划. 此算法只需要采集用户需要到达目的地的信息, 智能轮椅能自动导航到达目的地, 经实验验证, 该算法运用到智能轮椅室内导航系统中路径得到较好的改善并具有反应快、工作稳定可靠、使用灵活方便和扩展性强等优点.     

一个基于全景视觉的移动机器人导航系统的设计与实现

针对移动机器人路径规划与导航的实际应用,设计了一个基于全景视觉的移动机器人路径规划导航系统．首先,对导航系统的体系结构和功能进行描述．然后,分别就如何采用全景视觉传感器进行环境探索与地图创建,基于回归神经网络的广度优先搜索法和Voronoi骨架图法两种路径规划算法原理,以及如何实现按规划路径实施导航这三个方面进行了详细阐述．最后,结合实际机器人进行导航实验,评估导航系统的性能和路径规划算法的有效性．     

一种基于自由空间法的虚拟人行走规划方法

本文提出了一种基于自由空间法的虚拟人行走规划方法。该方法以虚拟环境的表示为基础,首先将虚拟环境离散化成为环境图;然后用启发式A＊搜索算法进行路径搜索,产生从初始位置到目标位置的最优路径,引导虚拟人对环境进行漫游;最后设计实现了一个仿真演示实例。仿真结果表明,所提算法简便易行,能够满足虚拟人在复杂环境下导
航和漫游的要求。     

基于改进粒子群算法的移动机器人路径规划

为了提高复杂环境下移动机器人的精准导航作用,提出了移动机器人路径规划的改进粒子群优化(PSO)算法,即利用粒子个体极值的加权平均值,同时加入惯性权重.建立了移动机器人工作环境的栅格模型,利用Matlab软件进行移动机器人路径规划仿真分析.仿真结果表明:改进后的粒子群算法容易使粒子移动到最佳位置,加强了全局寻优能力,在复杂环境中搜索路径性能优于传统算法.     

自治水下机器人的自主启发式生物启发神经网络路径规划算法

针对复杂海流环境下自治水下机器人(autonomous underwater vehicle, AUV)的路径规划问题,本文在栅格地图的基础上给出了一种基于离散的生物启发神经网络(Glasius bio-inspired neural networks, GBNN)模型的新型自主启发式路径规划和安全避障算法,并考虑海流对路径规划的影响.首先建立GBNN模型,利用此模型表示AUV的工作环境,神经网络中的每一个神经元与栅格地图中的位置单元一一对应;其次,根据神经网络中神经元的活性输出值分布情况并结合方向信度算法实现自主规划AUV的运动路径;最后根据矢量合成算法确定AUV实际的航行方向.障碍物环境和海流环境下仿真实验结果表明了生物启发模型在AUV水下环境中路径规划的有效性.     

虚拟内窥镜系统的关键技术分析*

概述了虚拟内窥镜的基本原理、优点及发展现状;针对目前虚拟内窥镜系统存在的问题,结合各种处理算法,以其实现过程为主线,具体分析了虚拟内窥镜系统的几个关键性技术,重点讨论了路径规划、实时绘制及导航的研究内容;最后对虚拟内窥镜的研究特点和趋势作了总结。     

基于近似Voronoi图的移动机器人实时路径规划

运用Voronoi图理论及人工势场理论,研究了一种基于近似Voronoi图的移动机器人实时路径规划的方法,用来实现未知室内环境中移动机器人的自主导航。该方法朝向预先定义的目标点位置来探测室内环境,生成近似Voronoi图,同时利用人工势场法进行避障,生成一条能达到目标点的安全、光滑路径。仿真结果表明,该方法简单且易于实现,同时能够减少规划时间。     

Real-time autonomous navigation of an electric wheelchair in large-scale urban area with 3D map*

This paper presents the real-time autonomous navigation of an electric wheelchair in a large-scale urban area. Accurate self-pose localization and well-chosen motion control are crucial for application to urban areas, as electric wheelchairs move on paved roads in dynamic environments and travel along sidewalks at a brisk speed. Our system is equipped with a localization module based on a 3D map and a path planning module based on a navigation map. However, the large-scale 3D map causes a high memory load, and the embedded PC can not deal with the map data. In addition, the large-scale navigation map increases the computational cost of path planning, which causes delays in navigation. To achieve real-time navigation independent of map size, we propose a 6-DoF pose localization switching reference 3D map and a two-step path planning framework. We ran tests by using an electric wheelchair on a real street in Tokyo and found that the proposed navigation system achieved autonomous navigation for over 8.8?km in about 133 minutes. The experimental results showed that the memory load was kept constant and the path planning was performed at high frequency, regardless of the size of the map or the distance to the destination.     

一种内河海事无人艇路径规划算法设计与仿真

为了解决内河海事无人艇路径规划问题,提出了一种基于电子江图的路径遍历算法。该算法以分层的电子江图为基础,运用全局路径规划和局部路径规划的方法寻找近似可航路径。运用栅格法在复杂多变的内河环境中选择可航区域,运用Voronoi图对动态物标或可视为质点的碍航物建立航行路径集;将可航区域（或轻微碍航区域）与航行路径集公共区域记为可航路径;并运用贝塞尔曲线和二次规划数学方法进行优化。Matlab仿真结果表明,当障碍物位置坐标不同或目的地位置坐标不同时均可以生成近似可航路径;生成的不同近似可航路径均能被优化为最优安全可航路径,所以建立的环境模型以及使用的路径规划算法是有效、可行的。