无人机三维实时航迹规划

无人机航迹规划是无人机任务规划中最重要也是最复杂的环节,针对基本粒子群航迹规划算法后期容易陷入局部最优解、算法容易“早熟”、规划出的航迹精度不高等问题,提出了一种以并行方式进行的双种群粒子群航迹规划算法;双种群粒子群算法由两个向相反方向搜索的种群构成,这两个种群协同优化,扩展了搜索范围,克服了基本粒子群算法后期容易陷入局部最优解的问题,提高了航迹的精度;如果无人机在飞行过程中检测到突发威胁,则寻找邻近航迹点作为实时重规划点,规划其到目标点的航迹;通过仿真验证了算法的有效性,并满足了实时性的要求。     

基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的UAV航迹规划

以UAV航迹规划为应用背景,提出了一种基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的航迹规划方法;为了提高航迹规划问题最优解的质量及全局求解能力,克服传统蚁群算法收敛速度慢、容易陷入局部最优等缺点,提出了一种动态自适应蚁群算法;采用动态自适应航迹点选择策略并将信息素更新规则和挥发系数进行动态自适应调整变化来对蚁群算法进行了改进,提高了算法的求解效率;根据战场已知威胁源生成Voronoi加权图,并与所提的动态自适应蚁群算法相结合求解规划空间中的最优航迹;考虑到UAV的物理约束限制,对生成的可行航迹进行平滑优化;仿真结果表明,该方法能够为UAV规划出一条满足要求的可飞航迹,验证了所提方法在解决航迹规划问题时是可行、有效的;     

飞行器参考航迹规划方法研究

研究飞行器参考航迹规划优化控制问题,飞行器受到飞行达时间、油耗、威胁和地形环境等因素影响,传统的依靠飞行员的视觉效应,达不到优化的要求,同时飞行航迹实时性差.为了找到最优飞行器参考航迹,在分析当前飞行器航迹规划算法存在问题基础上,提出一种改进遗传算法的航迹规划方案.采用遗传算法对飞行器参考航迹进行全局搜索,快速找到全局最优解区域,并在全局最优区域通过模拟退火算法进行局部搜索,得到最优航迹.仿真结果表明,改进遗传算法能够快速找到最优参考航迹,能很好满足在线实时航迹规划的要求,是一种比较理想的飞行器参考航迹规划算法.     

基于改进蚁群算法的无人飞行器航迹规划

无人飞行器航迹规划是现代战争中实施远程精确打击,提高飞行器实际作战效能的关键技术。蚁群算法作为一种启发式仿生优化算法,能够有效应用于航迹规划中。针对基本蚁群算法在应用中容易过早陷入局部最优解这一缺点,提出自适应动态双种群蚁群算法的改进策略,通过信息素的震荡变化和挥发系数的自适应调整,扩大搜索空间,提高算法搜索的全局性。并将改进后的算法应用于无人飞行器航迹规划,通过实验仿真,证明了此改进算法在航迹规划应用中的可行性和有效性。     

自适应遗传算法在机器人路径规划的应用

针对现有遗传算法在求解机器人路径规划存在的收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点,提出一种基于自适应遗传算法的机器人路径规划方法。该方法引入逆转算子,增加插入算子和删除算子,提出新的自适应策略对交叉和变异概率进行调整,更好地避免陷入局部最优,提高算法寻优效率。该算法在MATLAB和Inte3D平台中进行算例验证,实验结果表明改进的自适应遗传算法比现有遗传算法更为有效。     

一种基于云模型的改进型量子遗传算法*

针对量子遗传算法在函数优化中易陷入局部最优和早熟收敛等缺点,采用云模型对其进行改进,采用量子种群基因云对种群进化进行定性控制,采用基于云模型的量子旋转门自适应调整策略进行更新操作,使算法在定性知识的指导下能够自适应控制搜索空间范围,能在较大搜索空间条件下避开局部最优解。典型函数对比实验表明,该算法可以避免陷入局部最优解,能提高全局寻优能力,同时能以更快的速度收敛于全局最优解,优化质量和效率都要优于遗传算法和量子遗传算法。     

基于混沌遗传算法的机器人路径规划方法研究

针对机器人路径规划中,应用遗传算法时容易陷入局部最优解以及收敛速度较慢等问题,设计出一种基于混沌遗传算法的路径规划方法。在基本遗传算法的基础上采用自适应调整的选择概率,并引入混沌操作,从而增强移动机器人路径规划算法的鲁棒性,解决一般遗传算法的早熟和收敛速度慢问题。经MATLAB仿真,证明该方法具有良好的避障性能。     

基于统计分析的自适应蚁群算法及应用

路径规划是机器人关键技术之一。利用改进的蚁群算法进行机器人的路径规划。针对传统蚁群算法收敛速度慢且易陷入局部最优解的缺陷,在Ant Colony System算法基础上,对每代蚁群动态随机统计分析,提取最优、平均和最差的蚂蚁信息,构成自适应算子用于局部信息素的自适应更新。仿真实验结果证明该自适应算子在平衡增加收敛速度和陷入局部最优解矛盾的问题中是有效的。     

一种无人机三维航迹规划算法研究

在研究无人机三维航迹规划问题时,针对基于传统人工蜂群算法易陷入局部最优值、后期收敛速度变慢、寻优效率低的问题,提出了一种改进人工蜂群算法的无人机航迹规划方法。首先,在建立包括经纬度、海拔高度信息的三维飞行区域模型后,加入了地形约束模型,并引入新的综合航迹代价评价方式。然后,在算法中引入自适应搜索策略、新型概率选择策略与Logistic混沌搜索算子来增强其对原始信息的开采能力,提高其收敛速度以及加强其鲁棒性。最后,通过三维航迹规划仿真和面对突发威胁的局部航迹再规划仿真对所提算法的有效性进行了验证。结果表明,改进后的算法提高了全局收敛能力,在收敛速度和精度上优于遗传算法和传统人工蜂群算法,适合用来解决无人机的三维航迹规划问题。     

带密度加权的自适应遗传算法

为了改善传统自适应遗传算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的情况,提出了带密度加权的自适应遗传算法. 该算法基于种群的分布密度,动态调整遗传算法的交叉概率和变异概率,并且在算法中使用了保留最佳个体法. 实验结果表明：该算法在破坏种群局部稳定性、跳出局部极值的同时,又能以较快的速度收敛于全局最优,提高了算法的实用性和鲁棒性.     

基于轨迹安全性评价的免疫遗传路径规划算法

针对移动机器人栅格路径规划中安全轨迹规划、局部极小点问题,提出了一种基于轨迹安全性评价的免疫遗传路径规划算法.通过将人工势场(APF)模型与轨迹安全性评价相结合,提出利用斥力场强度评估轨迹安全性,建立基于轨迹安全性、行驶代价评估的适应度函数,利用免疫遗传算法对APF模型中的势力场参数进行自适应优化估计.通过将参数变化控制在一个合理的区间,有效避免局部极小情况的发生,同时提高了路径的安全性.算法的有效性通过仿真实验得到了验证.     

UAV track planning based on evolution algorithm in embedded system

The embedded controller is small in size and powerful in computing power, and can quickly complete the related processing and calculation of flight attitude and track planning data. Wireless data transmission can realize a long-distance data transmission between the aircraft command center and the airborne control platform. Based on the data fusion algorithm of the Kalmánz filter, the data collected by multiple sensors can be integrated, which can effectively reduce the measurement noise amplitude. At the same time, the cumulative error of a single sensor is reduced. In order to solve the problems of ant colony algorithm in case it is easy to fall into the local extremum and the convergence speed is slow, an improved ant colony algorithm for 3D navigation of unmanned aerial vehicles is proposed for trace planning. This study divides the three-dimensional track planning into two parts based on the improved ant colony algorithm for two-dimensional plane planning and height planning. Geometric optimization methods to enhance the guidance of ant search are used. According to the distance and height constraints between the track point and the threat source, the altitude of the track points to plan the 3D track of the drone is calculated and adjusted. At the same time, the adaptive parameter adjustment method is used to improve the ant colony search ability and the interaction ability between individuals, and effectively get rid of the situation to avoid to falling into a local optimum. In addition, the index function is established and the path is smoothed. Simulation results show that the proposed improved algorithm cannot only safely avoid threats in the three-dimensional environment, but also has the ability to find the optimal solution and the convergence speed is better than the original algorithm.     

基于改进的遗传算法在函数优化中的应用

针对传统遗传算法在函数优化过程中容易陷入局部最优解、收敛慢等缺点,提出了一种新的自适应遗传算法NAGA。该算法考虑了种群适应度的多种集中分散程度,并且非线性地自适应调节遗传算法的交叉概率与变异概率;为了加快寻优效率,在选择算子方面将引进的选择算子与最优保存策略相结合;为了使遗传操作过程中种群数量恒定,又提出了保留亲本的策略。通过仿真实验发现,与经典遗传算法GA和IAGA相比,改进的自适应遗传算法在收敛速度与精准度等方面都有较大的进步。     

面向多目标侦察任务的无人机航线规划

针对无人机执行多目标侦察任务的航线规划问题,提出一种改进粒子群算法结合高斯伪谱法的分层航线规划方法.设计改进粒子群算法进行航线预规划,针对传统粒子群优化算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,通过引入混沌映射初始化和自适应参数调整策略,加快算法收敛速度,提升解的最优性.在此基础上,结合最短路求解策略,完成对侦察任务的时序排列,得到可执行的最优侦察任务方案,进而为提升侦察航线的精确性和可控性,基于高斯伪谱法进行航线再规划.引入航线预规划结果作为初值猜测,进一步提升算法的效率和准确性.最后在复杂环境下进行无人机侦察航线仿真分析,结果表明所设计算法能够快速生成任务执行方案与高精度侦察航线,符合军事无人机执行侦察任务的工程应用.     

改进粒子群算法的三维空间路径规划研究

提出一种自适应混沌粒子群优化算法（SACPSO）用于三维空间路径规划。首先进行三维空间环境建模，并考虑使用路径长度、障碍物危险程度和路径平滑度三个评价函数来制定适应度函数；然后对算法中的三个控制参数提出了一种新的自适应更新策略，以此来动态调整算法的全局探索和局部开发能力；最后当种群陷入局部极值时，利用提出的自适应Logistic混沌映射对全局最优粒子进行混沌优化，引导种群跳出局部极值点。将该算法与其他改进的粒子群算法比较，结果表明，该算法在收敛到全局最优解时所用迭代次数更少，生成路径质量更高，有效地提高了粒子群算法应用于三维空间路径规划时的计算效率和可靠性。     

一种车辆路径规划的改进混合算法

针对物流活动中需要找出各个配货节点之间的最短路径,用以指导物流车辆调度的问题,提出一种将遗传算法与BP神经网络相结合的新方法,规划车辆的路径,达到节约运送成本的目标。对遗传算法进行了改进,克服了遗传算法局部搜索能力差、易早熟和总体可行解质量不高的缺点。该混合算法有效弥补了遗传算法的不足,同时在遗传优化操作中引入最优保存策略,并在选择操作中采用锦标赛选择法,使算法的效率和功能得到了很大提高。通过对基于遗传算法的改进混合算法求解车辆路径优化问题的性能进行仿真,并与自适应遗传算法和免疫遗传算法进行对比分析,验证了改进混合算法的优点和有效性。     

基于改进遗传算法的连锁便利店配送路径优化

提出一种针对软时间窗下连锁便利店配送路径规划的带时间窗口的多染色体遗传算法。为解决单车场多车型带密集半软时间窗问题,讨论解决方案预防其陷入局部最优解。对于上述配送路径问题,提出多染色体改进遗传算法在减少车辆运输成本、惩罚成本的目标下进行最优路径求解,并为连锁便利店的路径规划案例提出车辆与路径选择的优化方案,最后将该算法与传统遗传算法进行实验对比分析。实验结果表明,本文算法在密集半软时间窗下,相比传统遗传算法明显减少了总配送成本,从而验证了本文算法的有效性。