A~*算法在地图寻径中的实用性优化

为了提高A*算法在地图寻径中的执行效率,首先深入分析了A*算法在游戏地图中搜索最优路径时影响速度的原因,然后从数据结构方面入手通过引入最小化堆的方法遍历开启列表,引入链表对节点数据结构进行改进等手段给出了A*算法的优化方案并对该方案进行了理论分析,最后通过500个大小不同的游戏地图对改进后的算法进行了测试和评估,实验结果表明改进后的A*算法有效地提高了路径搜索速度,切实可行。     

启发式最优航迹规划算法数据结构的改进研究

结合航迹规划多约束条件的实际,改进了启发式A*系列算法的流程及数据结构,将A*算法中的OPEN表映射到CLOSED表中,提出一种装箱式方法管理CLOSED表,提高了对重复节点的查找效率,解决了并行A*算法中维护CLOSED表时存在的数据访问冲突问题,使得算法更加适用于实现并行多核编程。采用最小二叉树的方式管理OPEN表,克服了采用传统链表排序耗时、二叉堆数组容量有上界的缺点。仿真结果表明,改进的算法无论在单线程还是多线程并行解算以及搜索效率上都远远高于传统的A*系列算法。     

基于Silverlight网页游戏的寻径优化算法

为了解决A*路径搜索算法在Silverlight网页游戏中的搜索费时和路径曲折等问题,在结合光线跨越算法和引入父结点指针的二叉堆存储开启列表的A*算法的基础上,提出了一种基于Silverlight网页游戏的寻径优化算法。该算法在现有研究的基础上使用光线跨越算法减小A*算法搜索规模,同时将动态关键点技术与光线跨越算法结合来优化算法返回的路径。将该算法在游戏所使用的网格地图中进行实验,实验结果表明,该算法能够有效地根据系统设定的通行条件寻找出一条最优的实际可行的路径,同时缩短寻路的时间消耗和所寻的路径长度,提高游戏的可玩性。     

应用于机器人路径规划的双向时效A*算法

针对时效A*算法为了大幅减少算法时间,导致路径规划长度增加和路径锯齿过多的问题,提出一种改进的双向时效A*算法,该方法将从起点和终点同时运行时效A*算法寻找路径,并采用多近邻栅格距离计算方案;同时,根据不同环境地图对传统A*算法、时效A*算法和双向时效A*算法运行结果进行对比研究及分析;最后,制定算法时间、路径长度两个指标来评判算法的优劣。实验结果显示,双向时效A*算法相对于传统A*算法,算法时间最大减少76.8%,相对于时效A*算法,时间最大减少55.4%,并解决了时效A*算法规划路径距离增加、路径不够平滑的问题。     

基于改进A*算法的导购路径规划方法

大型超市内商品数目繁多，空间环境复杂，顾客在购物的过程中往往需要耗费大量的时间来寻找所需购买的商品。针对这一问题，提出了遗传-改进A*算法来帮助顾客找到一条通往所需购买商品的最短路径。首先利用矩阵对超市的空间环境进行建模，然后通过改进A*算法找到任意两个商品之间的最短路径，再根据顾客的购物列表利用遗传算法优化生成一条包含超市入口，购物列表上的商品以及超市出口的最短路径。最后仿真实验表明，在多楼层的大型超市里，顾客购买多个不同商品时，遗传-改进A*算法寻优能力更强，求解质量更优，并且运行时间更短，能够高效地解决最短路径规划问题。     

基于节点优化的改进全局路径规划A*算法

目前越来越多的领域使用移动机器人代替人工工作。路径规划就是移动机器人正常工作的保障之一,A*算法就是一种路径规划算法。针对A*算法生成路径拐点多、路径较长的问题,提出了一种基于将搜索邻域扩大至5×5的随机数去除节点的改进A*算法。首先,将3×3的搜索邻域扩大至5×5,从而减少拐点个数,改善转折角度,去除冗余点;其次,引入一种随机数去除冗余节点的方法,该方法是通过随机连接节点判定其是否穿过障碍物来去除冗余节点,从而进一步去除A*算法路径列表的冗余点;最后,将改进的算法与A*算法在30×30的栅格地图中进行仿真比较,实验结果表明,改进的算法在多组路径中都有很好的优化效果,路径长度、运行时长和访问节点数分别平均减少了4.46%、24.83%和39.93%,从而有效改善A*算法生成拐点多、路径较长的问题。     

密文数据库的快速查询

通过的主流数据库加密系统的研究,针对查询效率低问题,设计了二维数组密文索引。查询时,索引值经过简单的哈希算法,置换矩阵的变换确定一个加密的二维数组的地址下标,然后解密对应的数组元素获取单链表头指针,头指针指向的单链表中存放的是与索引值相同的记录的主键集合,再根据主键查询密文数据库解密并返回明文信息。整个查询过程实现了对密文数据不解密的情况下的检索。     

基于多哈希算法的大规模图像快速检索方法

哈希技术被视为最有潜力的相似性搜索方法,其可以用于大规模多媒体数据搜索场合。为了解决在大规模图像情况下,数据检索效率低下的问题,提出了一种基于分段哈希码的倒排索引树结构,该索引结构将哈希码进行分段处理,对每段哈希码维护一个倒排索引树结构,并结合高效的布隆过滤器构建哈希索引结构。为了进一步提高检索准确性,设计了一种准确的排序融合算法,对多个哈希算法的排序结果分别构建加权无向图,采用PageRank的思想对基于多个哈希算法的排序列表的融合技术进行了详细的说明。实验结果表明,基于分段哈希码的倒排索引树结构能极大地提升数据的检索速度。此外,相比于传统的单个哈希算法排序技术,基于多个哈希算法的排序列表融合技术的检索准确率优势显著。     

旅行商问题的人工智能算法应用研究

本文是用人工智能中的深度优先算法、宽度优先算法、A*算法、SMA*算法来解决N城市旅行商问题。通过解决路径、耗散值、运行时间等数据比较这几个算法在处理该问题上的优劣。     

基于分层路网的路径规划算法

为了提高路径规划的效率,提出了一种基于分层路网的二叉堆管理开启列表启发搜索算法。首先根据路网分级特点的存在,建立分层地图数据库,然后以启发式A*算法为主搜索方式,结合优先队列二叉堆来管理开启列表,完成路径规划。通过实验对比不同路径规划算法的平均耗时显示：启发式A*算法的效率是盲目式Dijkstra算法的4倍左右,同时在算法中引入二叉堆至少节省5%的规划时间。分层策略使快速路段所占比例达到90%以上,且将路径规划耗时控制在3s以内。实现结果表明,所提算法具有很高的运行效率,同时能满足驾驶者多走快速路段的行车心理。     

利用有序数据结构实现Shear-Warp加速算法

提出一种有序数据结构,在不影响算法效果的前提下,改进并加速Shear-Warp算法的运行速度.将体数据每个层片编码成以体素值为序的有序数组,依据不透明度函数确定不透明体素所对应的体素值范围.通过对有序数组的截取,快速定位不透明体素,跳过所有的透明体素,提高绘制速度.在普通配置计算机上验证该算法,绘制过程一般在数秒内即可完成.该算法思路明晰、操作便捷,在不影响图像质量的前提下显著提高绘制速度,满足实时性的要求.     

Path planning in complex 3D environments using a probabilistic roadmap method

This paper presents a 3D path planning algorithm for an unmanned aerial vehicle （UAV） in complex environments. In this algorithm, the environments are divided into voxels by octree algorithm. In order to satisfy the safety requirement of the UAV, free space is represented by free voxels, which have enough space margin for the UAV to pass through. A bounding box array is created in the whole 3D space to evaluate the free voxel connectivity. The probabilistic roadmap method （PRM） is improved by random sampling in the bounding box array to ensure a more efficient distribution of roadmap nodes in 3D space. According to the connectivity evaluation, the roadmap is used to plan a feasible path by using A＊ algorithm. Experimental results indicate that the proposed algorithm is valid in complex 3D environments.     

基于物流机器人的路径规划研究

本文描绘了物流机器人的路径规划问题。针对标准A*算法的路径规划时间长、计算节点多的问题,提出了在标准A*算法的基础山,使用改进的双向搜索的A*算法。通过使用MATLAB进行仿真和实验平台进行实验对标准A*算法和优化后的A*算法进行了对比,结果表明:改进的A*算法比标准的A*算法进行路径规划的时间更短,并且使用的节点更少。     

基于改进A*算法的分拣搬运机器人路径规划

为了解决分拣搬运机器人在路径规划过程中,遇到目标点众多的情况时存在路径寻优效率低、容易出错等问题。针对A*算法存在多个最小值时,无法实现路径最优化的问题进行研究,提出一种将蚁群算法与A*算法相结合的改进A*算法。首先使用A*算法筛选出一条最优化的路线来分布信息素,从而简化A*算法在路径规划上的运算。其次以筛选出的路线为基础,针对不同情况结合蚁群算法设计了三种通用方案,以此为基础进行具体的路径规划,从而解决A*算法本身存在的容易带入大量重复数据的问题。通过仿真与实际实验验证了本文提出的改进的A*算法能够满足自动分拣搬运的需求,值得推广与使用。     

一种基于启发式搜索的跨域认证路径构建算法

针对跨域认证中存在域间与域内路径反复交替查找的特点,提出一种基于启发式搜索的AD*跨域认证路径构建算法。结合A*和D* 2种搜索方法,即在静态的域内查找认证路径时使用A*算法,在动态的域间使用D*算法。实验结果表明,该算法能在一定程度上避免路径查找的不确定性,有效提高跨域认证路径构造的速度。     

改进BIT*与DWA算法的动态路径规划

传统批通知树（batch informed trees,BIT*）算法结合了RRT*算法和A*算法的优势,但是该算法在复杂环境下无法躲避未知的动态障碍物,无法完成动态路径规划。针对该问题,提出了一种将改进的BIT*算法和改进的DWA算法相融合的算法。在传统BIT*算法的基础上对路径进行拉伸优化,提取关键转折点,减少路径长度;对传统DWA算法的距离评价函数进行改进、引入轨迹点评价函数,避免局部规划过分偏离,也减少了已知障碍物对路径的影响;将改进的BIT*算法与改进的DWA算法相融合,将提取的关键转折点作为DWA的中间目标点,弥补全局规划算法无法躲避动态障碍物的缺点以及局部规划算法全局能力低下的缺点。在动静态地图中对RRT*算法、BIT*算法、DWA算法、改进BIT*算法以及融合算法进行仿真实验,仿真结果表明：在复杂环境中,改进的BIT*算法具有更短的路径和更少的拐点;与传统的DWA算法相比,融合算法规划的路线更平滑,机器人既能实时动态避障抵达终点,又能更加贴近全局路径,保证路线全局最优。     

改进A*算法与动态窗口法的机器人动态路径规划

针对传统A*算法自身节点搜索策略存在路径转折点多、转折角度大、可行路径不是理论上的最优路径等缺点,将传统A*算法3×3的搜索邻域扩展为7×7,同时去除扩展邻域同方向的多余子节点,改进为7×7的A*算法,消除了传统A*算法的3×3邻域搜索和节点移动方向仅为[0.25π]的整数倍的限制,优化了搜索角度。其次,针对移动机器人在复杂环境下动态路径规划问题,将改进7×7的A*算法与动态窗口算法进行融合,设计了一种全局最优路径的动态窗口评价函数,综合考虑移动速度、转角平滑度、安全性等因素,将改进7×7的A*算法与动态窗口法的融合算法与多种算法仿真比较,结果表明：改进7×7的A*算法与动态窗口法的融合算法更具有高效性和可行性。     

基于改进D*算法的无人机室内路径规划

针对多旋翼飞行器室内无GPS信号时的导航问题,本文采用二维码阵列构建室内定位系统,基于改进D*算法实现无人机室内路径规划,从而实现飞行器在室内的自主导航和避障。基于ArUco二维码设计了地面阵列为无人机提供了全局精确定位信息,使用改进D*算法保证了无人机在飞行过程中能自主进行路径规划和飞行。通过设计实验对改进D*算法进行了数值仿真验证,并在实际无人机的飞行中应用。实验结果证明:所提改进算法较传统D*算法能更好地保证无人机的飞行安全,同时基于二维码阵列的定位方式不但具有较高精度同时成本低易于实现。