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障碍物密集环境下基于NSGA-II的DWA路径规划算法

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天津理工大学学报 2024年

作者：倪建云薛晨阳吴杰谷海青天津理工大学电气工程与自动化学院

针对传统的动态窗口法（dynamic window approach，DWA）在障碍物密集环境中易出现路径规划不合理、速度和安全不能兼顾等问题，提出一种基于带精英策略的非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-II，NSGA-II）的... 详细信息

针对传统的动态窗口法（dynamic window approach，DWA）在障碍物密集环境中易出现路径规划不合理、速度和安全不能兼顾等问题，提出一种基于带精英策略的非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-II，NSGA-II）的DWA路径规划算法。首先设计了基于移动机器人传感器的视野域，用来识别障碍物密集区域；其次将评价函数和速度函数作为目标函数，将权重系数的选取转化为多目标优化问题，并利用改进的NSGA-II算法对多目标优化模型进行求解，实现DWA算法权重系数的动态调整。仿真实验结果表明，改进算法克服了传统DWA算法在障碍物密集环境中易出现的路径规划不合理等问题，有效提升了算法的合理性和高效性。

关键词：动态窗口法移动机器人障碍物密集区域带精英策略的非支配排序遗传算法多目标优化

新工科背景下自动化专业《专业设计》课程教学改革

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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2024年第7期 0103-0106页

作者：倪建云吴杰谷海青薛晨阳天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384

新工科建设背景下,自动化《专业设计》课程作为学生理解运用专业知识和技能的综合性实践课程在教学内容及方法上都面临着新的机遇和挑战。针对自动化专业学生在学习过程中缺乏工程设计理念及解决复杂工程问题的能力,提出以提升学生工程... 详细信息

新工科建设背景下,自动化《专业设计》课程作为学生理解运用专业知识和技能的综合性实践课程在教学内容及方法上都面临着新的机遇和挑战。针对自动化专业学生在学习过程中缺乏工程设计理念及解决复杂工程问题的能力,提出以提升学生工程实践能力,注重创新思维、多学科知识交叉融合并强调团队协作能力的专业设计课程改革思路,探索适合的教学模式及考核方式。通过教学改革,紧密结合产业发展要求,使学生专业设计贴合工程教育认证要求,培养符合新工科教育理念的专业人才。

关键词：新工科工程实践课程改革专业设计

新时代初中语文教学中融入“课程思政”的实践研究

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中国科技期刊数据库科研 2023年第12期 168-171页

作者：倪建云沧州市沧县姚官屯镇中学河北沧州061001

在新时代下,我国教育事业实现了全面的改革,在教育工作中要求广大教育工作者贯彻落实立德树人的根本任务,将培养学生核心素养放在首位,将课程思政融入各学科教学中,全面发挥学科育人价值,促进学生综合发展。初中语文学科本身具有极高的... 详细信息

在新时代下,我国教育事业实现了全面的改革,在教育工作中要求广大教育工作者贯彻落实立德树人的根本任务,将培养学生核心素养放在首位,将课程思政融入各学科教学中,全面发挥学科育人价值,促进学生综合发展。初中语文学科本身具有极高的育人价值,在语文教学中,教师要将课程思政融入其中,让学生在学习基础性的语文知识的同时,提高对课程思政的关注度,从而在潜移默化中提高学生思想道德素养。基于此,文章首先阐述初中语文教学中融入课程思政的实践意义;其次分析初中语文教学中融入课程思政的不足之处;最后,结合实际提出有效的实践策略,以供广大教师参考。

关键词：新时代初中语文教学活动课程思政

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天体运动中易混淆的概念

物理教学 2010年第2期32卷 22-24页

作者：倪建云江苏如东中学

天体运动这一章，学生总是分不清赤道卫星、同步卫星、极地卫星以及地球上跟随地球一起自转的物体。特别是碰到天体运动的计算题时更是摸不着头脑，看不懂题意。对于这里的一些公式，

关键词：天体运动概念同步卫星计算题地球赤道自转

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改进人工势场法的移动机器人路径规划研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第11期37卷 247-256页

作者：倪建云杜合磊谷海青李浩吴杰薛晨阳天津市复杂系统控制理论与应用重点实验室天津300384 天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384

针对传统人工势场法存在目标不可达和局部极小值问题,提出一种改进的人工势场法。首先,改进斥力场函数解决目标不可达问题;其次,提出一种椭圆形目标策略,通过设置虚拟目标点引导机器人逃离局部极小值,在此基础上提出一种椭圆形跟踪策略... 详细信息

针对传统人工势场法存在目标不可达和局部极小值问题,提出一种改进的人工势场法。首先,改进斥力场函数解决目标不可达问题;其次,提出一种椭圆形目标策略,通过设置虚拟目标点引导机器人逃离局部极小值,在此基础上提出一种椭圆形跟踪策略,通过跟踪部分既定椭圆形到达虚拟目标点来逃离局部极小值;最后,为了满足机器人速度与加速度连续性的要求,采用3次均匀B样条曲线对规划出的路径进行拟合处理。实验结果表明,改进人工势场能够有效解决传统人工势场存在的问题,椭圆形跟踪策略在路径长度上比椭圆形目标策略更短,且经样条曲线处理后的路径比原路径平滑。

关键词：人工势场目标不可达局部极小值椭圆形目标策略椭圆形跟踪策略 B样条曲线

基于改进VSRB-RRT算法的机器人路径规划仿真实验

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实验技术与管理 2023年第9期40卷 172-178页

作者：倪建云李浩谷海青杜合磊吴杰薛晨阳天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384

针对B-RRT算法在路径规划时存在的采样效率低、路径冗长且不光滑,以及无法实时避障等问题,该文提出了基于改进的可变采样区域双向RRT(VSRB-RRT)和DWA的避障路径规划融合算法。在全局规划过程中,VSRB-RRT算法使用可变采样区域和目标偏置... 详细信息

针对B-RRT算法在路径规划时存在的采样效率低、路径冗长且不光滑,以及无法实时避障等问题,该文提出了基于改进的可变采样区域双向RRT(VSRB-RRT)和DWA的避障路径规划融合算法。在全局规划过程中,VSRB-RRT算法使用可变采样区域和目标偏置策略相结合的方法,加快了收敛速度并提高了采样效率,并使用贪婪优化、迭代优化和关键点优化生成代价低且光滑可执行的路径。在局部规划过程中,以改进VSRB-RRT算法规划的路径为指引,选取路径上的关键点,并使用改进DWA算法在关键点分段路径上分段规划。仿真实验表明:改进VSRB-RRT算法具有较好的搜索效率,能够以最少的时间和最稳定的效率获得最优路径,同时也验证了融合算法在实时避障路径规划时的有效性。

关键词：路径规划可变采样区域改进VSRB-RRT算法改进DWA算法融合算法

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基于2DPCA和EBFNN的指纹识别方法

光学精密工程 2008年第9期16卷 1773-1780页

作者：罗菁林树忠詹湘琳倪建云天津工业大学计算机技术与自动化学院天津300160 天津市现代机电装备技术重点实验室天津300160 中国民航大学电子信息工程学院天津300300 天津理工大学自动化学院天津300191

结合小波变换(WT)、二维主元分析(2DPCA)和椭球基函数(EBF)特点,提出了一种基于WT、2DPCA和EBF神经网络指纹识别方法。利用小波变换将原始图像分解为高频分量和低频分量,并忽略水平高频与垂直高频分量,获得原始图像的基本特征。再通过2D... 详细信息

结合小波变换(WT)、二维主元分析(2DPCA)和椭球基函数(EBF)特点,提出了一种基于WT、2DPCA和EBF神经网络指纹识别方法。利用小波变换将原始图像分解为高频分量和低频分量,并忽略水平高频与垂直高频分量,获得原始图像的基本特征。再通过2DPCA算法对该图像进行降维,获取降维特征;最后结合椭球基函数神经网络(EBFNN)完成指纹识别。本算法将2DPCA优化的特征提取与EBFNN的自适应性相结合,在FVC2000(国际指纹竞赛数据库)上做了测试,总的正确识别率可达91.4%,具有一定的实用价值。与WT-PNN算法和WT-2DPCA-RBF算法进行比较,结果表明,本文提出的算法在平移、旋转及光照变化的指纹数据库上的识别效果优于WT-PNN算法和WT-2DPCA-RBF算法。

关键词：指纹识别二维主元分析椭球基函数小波变换

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奇异点和隐马尔可夫模型融合的指纹分类

光学精密工程 2009年第4期17卷 874-879页

作者：罗菁林树忠詹湘琳倪建云天津工业大学计算机技术与自动化学院天津300160 天津市现代机电装备技术重点实验室天津300160 中国民航大学航空自动化学院天津300300 天津理工大学自动化学院天津300191

为了提高分类精度,提出一种基于奇异点和隐马尔可夫模型(HMM)融合的指纹分类方法。分别对基于奇异点的指纹分类方法和基于HMM的指纹分类方法的信任度函数进行分配,利用证据理论求得两种方法联合作用下的基本可信度分配值。最后,根据纹... 详细信息

为了提高分类精度,提出一种基于奇异点和隐马尔可夫模型(HMM)融合的指纹分类方法。分别对基于奇异点的指纹分类方法和基于HMM的指纹分类方法的信任度函数进行分配,利用证据理论求得两种方法联合作用下的基本可信度分配值。最后,根据纹形模式判定规则,选择具有最大支持度的目标完成指纹纹型分类。利用提出的方法在国际指纹竞赛数据库上做了测试,总的纹型辨识平均正确率可达94.5%,识别结果优于奇异点分类方法和HMM分类方法,具有一定的实用价值。

关键词：指纹分类奇异点隐马尔可夫模型数据融合 D-S证据理论

基于Hessian矩阵的指纹细节点提取方法

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光电工程 2008年第11期35卷 134-138页

作者：罗菁林树忠倪建云詹湘琳天津工业大学计算机技术与自动化学院天津300160 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300160 天津理工大学自动化学院天津300191 中国民航大学电子信息工程学院天津300300

为了弥补Maio等人提出的直接灰度提取细节算法(DGMD)在指纹脊线曲率变化较大时不能正确的提取细节点的缺点,本论文提出了一种基于Hessian矩阵的指纹细节点(端点和分叉点)提取算法。该算法结合Hessian矩阵的特征向量和指纹纹线本身的几... 详细信息

为了弥补Maio等人提出的直接灰度提取细节算法(DGMD)在指纹脊线曲率变化较大时不能正确的提取细节点的缺点,本论文提出了一种基于Hessian矩阵的指纹细节点(端点和分叉点)提取算法。该算法结合Hessian矩阵的特征向量和指纹纹线本身的几何方向的特点,提取跟踪曲线的细节点。本算法在FVC2000(国际指纹竞赛数据库)上作了测试,实验结果表明,指纹脊线曲率变化较大时,算法能正确跟踪指纹脊线方向突变的中心线,从而使细节点提取的总的准确率可达95.5%,具有一定的实用价值。与DGMD算法和单独的Hessian矩阵法算法相比,本方法有很好的鲁棒性和较高的准确性。

关键词：细节提取 Hessian矩阵纹理结构脊线跟踪