安全性A*算法融合动态窗口法的路径规划

针对移动机器人在路径寻优过程中,传统A*算法搜索效率差、所规划路径缺乏安全性、拐点多、转角大 且无法实现动态避障等问题,提出一种安全性A*算法和动态窗口法(dynamic window approach,DWA)结合的融合算 法。全局路径规划中,在传统A*算法的评价函数中引入安全估值,并拓展启发式搜索邻域和精简搜索方向;进行二 次路径优化,删除冗余节点,并平滑路径;运用改进的动态窗口评价函数,将安全性A*算法与动态窗口法融合实现 机器人沿全局路径行进中的动态避障。仿真实验结果表明：改进A*算法相比文献算法在路径长度上和拐角数量上平 均减少了2.39%和25%,并在动态复杂环境下验证了其动态避障效果,能满足机器人路径规划的实际需求,具有一 定的应用价值。     

移动机器人路径规划技术

为使移动机器人在实际地图环境中自主根据算法规划行走最短路径,研究A*、蚁群和遗传算法的实际应用.通过仿真和控制变量方法,将3种算法在模拟地图环境中进行最短路径规划,对比不同算法在不同复杂程度地图上的规划效果,找出实际地图环境中算法应用的规律,并通过多次测试与仿真修改.仿真结果表明:A*算法在实际地图环境中应用效果最佳,移动机器人能够自主根据A*算法规划出最短路径.     

未知环境中基于A*算法改进的遍历式路径规划算法

针对如何减少未知环境中因复杂地形造成规划路径中存在无效重复路径段问题,提出APF-A*算法。采 用最近邻边界点选择策略保证规划路径对未知环境的高覆盖率,利用人工势场算法改进传统A*算法中估值函数。算 法在栅格地图上进行了实验验证。结果表明：APF-A*算法规划出的路径与A*算法相比在路径总长度方面降低了5.3% 以上,在平均路径重复率方面降低了5.4%以上,APF-A*算法有效减少了无效重复路径段。     

室内移动机器人运动规划与导航算法优化

为提高动态规划算法的效率与安全性,设计一种适用于动态复杂环境运动规划的优化算法.从状态搜索空间、路径重规划和路径平滑性3个方面对跳点搜索(jump point search,JPS)路径规划算法进行优化,通过与动态窗口法(dynamic window approach,DWA)轨迹规划算法融合对其评价函数进行优化,实现基于动态窗口方式的实时避障,并对A*、JPS算法和改进JPS算法的仿真测试进行对比实验.实验结果证明了该优化算法的可行性与安全性.     

兵棋推演在应急管理领域的应用

针对自然灾害和突发事件给社会带来的诸多安全问题,采用兵棋推演系统进行应急管理。运用兵棋在应 急管理中进行推演和训练,深入研究兵棋和兵棋推演,准确把握兵棋的内涵和特点,积极研发适合我国兵棋推演系 统。该研究有助于提高和增强演练的应急处置能力,强化和培养信息化条件下应急管理人员的指挥决策思维,提高 和增强模拟训练的可信度及促进应急管理中经验的总结积累。     

电视指令制导导弹目标攻击中载机航迹规划研究

为提高电视指令制导导弹的命中精度,突防载机在导弹发射后必须满足导弹使用的约束条件选择航迹才能保证导弹命中目标。在分析防区外使用电视指令制导导弹进行对地精确打击时飞机航迹特点的基础上,结合飞机性能及导弹制导要求,建立了满足导弹制导约束条件下的飞机航迹规划模型;并且在传统A*算法的基础上,提出了一种改进的A*算法,该算法有效地将约束条件和航迹寻优算法有机结合在一起,提高了算法的收敛速度,更加符合航迹规划的要求。仿真表明建立的导弹制导过程中战斗机航迹规划模型和改进算法能够找到满足导弹使用的突防航迹。     

局部路径规划在无人工程机械作业中的应用

为实现无人工程机械在自主作业过程中自主行驶和自主避障的目的,设计一种适用于无人工程机械自主作业的局部路径规划方法。利用环境感知系统采集环境数据,分析处理后得到环境栅格地图,并根据无人工程机械尺寸对障碍物进行膨胀处理,应用D*算法搜索出一条代价最小的无碰撞安全行驶路径。实验结果表明：该方法能根据周围环境实时规划无人工程机械行驶路径,满足复杂地形环境的路径规划要求。     

越野环境下基于势能场模型的智能车概率图路径规划方法

复杂越野环境下的路径规划是实现智能车无人驾驶的一项关键技术。越野环境中存在多种影响车辆运动的障碍物、环境威胁和越野道路,传统路径规划方法以路径长度或时间最短为优化目标,难以在复杂越野环境中正确规划安全可行的车辆行驶路径。针对该问题,提出了基于势能场模型的概率图（AFP-PRM）算法,采用人工势能场算法对越野环境建模,评估车辆通行风险。使用概率图算法以优化节点间多维度通行代价为目标进行路径规划;考虑车辆动力学特性,用动态曲率平滑法对行车轨迹优化;应用AFP-PRM算法在模拟越野环境下进行路径规划仿真实验。仿真结果表明：AFP-PRM算法在路径规划过程中采用人工势能场算法,综合了越野环境中障碍物、环境威胁和道路条件的耦合作用;使用概率图算法,建立采样点之间的多维度通行代价评估矩阵;在复杂的越野道路条件下生成可行、安全、高效的通行路径,为智能车提供了一种多目标优化路径规划算法。     

计算机兵棋系统发展及应用研究

由于兵棋可以有效提高作战推演的逼真度和效率,具有解决复杂军事问题的能力,开展计算机兵棋系统发展及应用问题研究具有理论价值和军事意义.综述国内外最新研究成果,给出了兵棋的定义、分类及特点;从逻辑结构、推演模式及组成要素 3 个方面深入论述计算机兵棋系统的基本原理及实现方法,并将兵棋与运筹分析、一般性分析仿真、演习实验及数学分析 3 种模拟方法进行了理论对比;通过调研相关产品、成果,阐述计算机兵棋系统的主要应用,为军事战法研究、武器装备作战运用及指挥机关决策提供科学依据和技术支持.     

一种基于导航误差空间的无人水下航行器路径规划方法

无人水下航行器(UUV)的传统路径规划方法常忽略对路径安全有重要影响的导航误差约束。针对此问题,将导航误差引入环境模型中,提出一种基于导航误差空间(NES)的全局路径规划方法。NES综合自身位置、导航误差和环境信息,将随机导航误差转化为有确定代价的约束条件。提出符合实际导航特点的导航误差传递模型,并采用圆概率偏差（CEP）评估导航精度。目标代价同时考虑了路径长度和航行安全性等因素。运用改进A^*算法进行路径搜索,获得最优路径。数字海洋环境仿真实验表明,提出的规划算法简便、快速,可有效降低路径的安全风险。     

基于改进A*算法的多无人机协同战术规划

多无人机协同作战是未来无人机作战方式的重要发展趋势。为增强多无人机系统的任务执行能力,提高系统整体作战效能并实现高效资源分配和调度,提出一种基于改进A^*算法的多无人机协同战术规划方法。按照离线规划和重规划两方面,设计战役层和战术层的作战目标迭代优化方案;建立编队协同作战的数学模型,以编队成员间的时间协同和碰撞协同代价为变量,得到多约束条件下的综合编队目标函数;结合多层变步长搜索策略和单步扩展的搜索方式,基于改进A^*算法,用于求解复杂战场环境下的多无人机编队协同作战航路。分别利用改进A^*算法和传统A^*算法进行对比仿真实验。仿真结果表明,多无人机协同战术规划方法能够较好地完成作战任务,改进A^*算法能够获得更优的航路,从而验证了所提算法的有效性。     

多目标时空同步协同攻击无人机任务分配与轨迹优化

针对复杂战场环境下分布式无人机对多目标协同打击任务,提出多目标攻击的任务分配与轨迹优化算法。建立典型多目标打击的任务场景和无人机模型;基于Delaunay三角形理论,以禁飞区为节点构建搜索地图;运用A^*算法实现威胁最小的单机路径搜索;在无人机动力学约束和能耗损失最小的基础上,引入时间调节因子,采用基于贝塞尔曲线的分布式无人机时空同步轨迹优化方法,得到对多目标同时打击的优化轨迹;设计轨迹跟踪控制器,对预规划轨迹进行跟踪仿真。仿真结果表明,多目标攻击的任务分配与轨迹优化方法能够对多目标实现多角度、时空同步、分布式协同打击,且对噪声及阵风等具有较强的抗干扰能力。     

基于协同进化算法的多舰扩方应召反潜搜索方法

反潜作战是现代海战中水面舰艇的主要作战任务之一,对潜搜索行动是水面舰艇反潜作战的重要组成部分,是实施对潜攻击的前提和保证.针对目前常规多舰扩方搜索方法存在搜索效率低、协同能力弱的问题,对现有的2种多舰扩方搜索样式进行协同路径优化.根据舰艇声呐搜索原理以及实际反潜战术的应用,以在固定搜索时长内使得搜索效能最大为目标,建立了2种搜索样式最优协同路径问题的数学规划模型,给出了运用改进的协同进化算法规划多艘舰艇搜索路径的具体求解过程,并通过仿真实验得到不同搜索样式下的多舰协同最优搜索路径.结果表明:该方法具有搜索范围大、搜索效率高的特点,相比常规方法具有较大优势,适用于解决多舰扩方反潜搜索路径规划问题.     

虚拟场景中路径自动选择算法

针对传统路径规划方法存在的问题,对机器人全局路径规划中的栅格建模方法进行改进。从场景建模描述、邻域查找以及路径搜索策略3个方面进行深入研究,采用线性八叉树法对场景进行建模,给出基于线性八叉树的层次编码体系,引入路径搜索因子对启发式函数进行重构。通过基于八叉树的场景分解,基于线性八叉树编码特性的邻域查找,以及改进的A＊算法路径搜索,实现了三维场景路径规划和自动漫游。实验结果表明：该算法的时间和空间效率较好。     

基于改进A~*的三维航迹快速规划方法

针对导弹航迹规划的高时效性要求,提出了一种基于改进A*的快速航迹规划方法。该方法针对A*算法计算过程的主要耗时点,采用了基于双向链表的OPEN表标记插入排序方法;针对导弹飞行三维约束条件,引入了基于简化运动学方程的空间节点高效扩展方法。仿真结果证明,改进A*算法在没有改变航迹规划结果质量的同时,有效的提高了航迹的搜索速度。