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启发式搜索思想在路径规划中的应用

指挥信息系统与技术 2021年第4期12卷 57-63页

作者：蒋帅周永坤王涛中山大学系统科学与工程学院广州510006 中山大学电子与通信工程学院广州510006

Dijkstra算法、蚁群算法和快速随机搜索树(RRT)算法等传统路径规划算法在点对点路径搜索场景中无法充分利用终点位置信息,故导致搜索策略具有一定的盲目性。为解决上述问题,通过引入启发式搜索思想,介绍了3种传统的路径规划算法及其相... 详细信息

Dijkstra算法、蚁群算法和快速随机搜索树(RRT)算法等传统路径规划算法在点对点路径搜索场景中无法充分利用终点位置信息,故导致搜索策略具有一定的盲目性。为解决上述问题,通过引入启发式搜索思想,介绍了3种传统的路径规划算法及其相应的改进措施,并对改进前后的算法的搜索性能进行了对比分析。首先,通过引入启发式思想改变了Dijkstra算法搜索优先级,提升了算法搜索效率;然后,修改了蚁群算法的启发信息,在解决前期易失效的问题的同时加强了后期全局搜索能力;最后,改进了RRT算法搜索树的拓展方式,提高了算法速度,并在一定程度上缩减了有效路径长度。仿真结果表明,启发式搜索算法具有可行性和有效性。

关键词：路径规划启发式搜索蚁群算法 Dijkstra算法快速随机搜索树算法

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基于骨架提取和启发式算法的路径规划方法

中国惯性技术学报 2023年第3期31卷 301-308页

作者：刘义亭陆宇豪李佩娟郁汉琪吴清政杜俊峰南京工程学院自动化学院南京211167 东南大学信息科学与工程学院南京210096 南京工程学院研究生处南京211167 南京工程学院工业中心南京211167

针对农业机器人在大棚中执行搬运任务时的高效率且尽可能沿地图中心行驶的需求,提出一种基于骨架提取和启发式算法的路径规划方法。首先设计了自适应阈值的地图骨架路径关键点提取步骤,用关键点指导启发式搜索树的构建。然后采用膨胀RS... 详细信息

针对农业机器人在大棚中执行搬运任务时的高效率且尽可能沿地图中心行驶的需求,提出一种基于骨架提取和启发式算法的路径规划方法。首先设计了自适应阈值的地图骨架路径关键点提取步骤,用关键点指导启发式搜索树的构建。然后采用膨胀RS曲线代替直线进行树的生长,保证机器人的运动学约束和防碰撞,同时提出一种混合碰撞检测方法,进一步提高算法效率。最后设计关键点扩展步骤,提高算法的鲁棒性。仿真结果表明,简单地图下,本算法效率约是RRT*-Connect算法的5倍、Hybrid A*算法的7倍,复杂地图下约是RRT*-Connect算法的300倍、Hybrid A*算法的9倍,能够满足机器人的运动学约束。

关键词：农业搬运机器人路径规划波前算法混合A* 启发式搜索

面向城市轨道交通的启发式疫情密接人群追溯方法

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交通运输系统工程与信息 2022年第4期22卷 218-227页

作者：谢良惠张真继宫大庆北京交通大学经济管理学院北京100044 北京物流信息化研究基地北京100044

在复杂轨道交通网络中,某些乘客的出行行程是确定的。这些乘客可以作为启发式的“证人”,为其他乘客证明某个行程的可能性,从而在保证查全率的前提下,准确地找出潜在的密接乘客。本文的目的是开发一套适用于城市轨道交通的疫情密接人群... 详细信息

在复杂轨道交通网络中,某些乘客的出行行程是确定的。这些乘客可以作为启发式的“证人”,为其他乘客证明某个行程的可能性,从而在保证查全率的前提下,准确地找出潜在的密接乘客。本文的目的是开发一套适用于城市轨道交通的疫情密接人群追溯方法,利用有限的确定行程乘客作为虚拟的目击者,采用启发式的树搜索生成目标乘客可能的出行链,通过验证目标出行链与感染者行程是否有交集,判断目标乘客是否为密接乘客。以北京城市轨道交通为例,招募志愿者在特定线路乘车,并假定感染者乘车信息,通过提取有关自动售检票(Automatic Fare Collection,AFC)数据识别密接乘客,以验证方法的有效性。在实验场景下,本文提出的方法对密接乘客的识别查全率达到100%,查准率达到92.7%,表明方法具备一定的可行性。识别结果有助于有关部门针对性采取措施,更高效率地防范疫情蔓延和传播。

关键词：城市交通密接人群追溯目击者模型轨道交通启发式搜索

基于虚拟控制单元与启发式搜索的线路过载紧急控制策略

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电力系统自动化 2017年第3期41卷 33-38,69页

作者：任建文何培成何宸新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003

为了快速消除由潮流转移引起的线路过载,给出了基于虚拟控制单元与启发式搜索的紧急控制策略。首先,引入虚拟控制单元的概念:节点的出力调整量等于最大线路过载量时,能够完全消除线路过载的控制单元。然后,给出了最优可控单元的双层搜... 详细信息

为了快速消除由潮流转移引起的线路过载,给出了基于虚拟控制单元与启发式搜索的紧急控制策略。首先,引入虚拟控制单元的概念:节点的出力调整量等于最大线路过载量时,能够完全消除线路过载的控制单元。然后,给出了最优可控单元的双层搜索策略:第一层,通过设置合理的阈值,筛选减载能力较强的控制节点对构成优先控制单元集;第二层,综合考虑控制单元的减载效果和消除过载能力,给出了基于虚拟控制单元的启发式搜索步骤,得到优先控制单元集中的最优可控单元。若所选的阈值范围内无法找到可控单元,则适当扩大第一层搜索范围,依次类推,直至得到满足要求的控制单元。考虑正常线路冗余量约束来计算调整量,避免了潮流校验。经过一次调整后,依据灵敏度关系修正线路潮流与节点的最大可调整出力,提高控制速度。IEEE 30节点系统的仿真验证了所提算法的有效性。

关键词：虚拟控制单元启发式搜索连锁过载紧急控制

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一种多寿命件机会更换策略启发式搜索算法

航空动力学报 2017年第8期32卷 1971-1977页

作者：付旭云田亚鹏钟诗胜林龙祥哈尔滨工业大学(威海)机械工程系山东威海264209 中国国际航空股份有限公司工程技术分公司北京101312

针对多寿命件机会更换问题缺乏快速有效求解算法的难题,提出了一种启发式搜索算法。以全生命周期寿命件总成本最低为优化目标,建立了多寿命件机会更换问题优化模型,将问题解空间表达为树结构;为了提高搜索算法的效率,提出了子节点生成... 详细信息

针对多寿命件机会更换问题缺乏快速有效求解算法的难题,提出了一种启发式搜索算法。以全生命周期寿命件总成本最低为优化目标,建立了多寿命件机会更换问题优化模型,将问题解空间表达为树结构;为了提高搜索算法的效率,提出了子节点生成方法和单层节点数量控制方法;在此基础上,提出了启发式搜索算法;最后,采用数值实验和应用案例对提出算法进行了评估和验证。结果表明:算法的消耗时间、求解效果与子节点生成系数α、单层节点最大数量β存在关系;当选取合适的α和β时,算法能够在较短时间内取得较好的效果;算法能够适用于设备总寿命为200000时间单位、包含100个寿命件的较大规模的多寿命件机会更换问题。

关键词：机会更换启发式搜索维修时机寿命件更换航空发动机

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基于启发式搜索和反馈修正的单路口控制方法

系统工程理论与实践 2013年第2期33卷 444-449页

作者：贾宁马寿峰天津大学管理与经济学部系统工程研究所天津300072

结合传统的方案生成式和方案选择式交通控制方法的优点,提出了一种基于启发式搜索和反馈修正的单路口控制方法.在对交通流的实际控制中通过搜索-反馈修正的过程寻找最优方案,并利用反馈修正监控和应对交通流的时变.最后通过两组仿真实验... 详细信息

结合传统的方案生成式和方案选择式交通控制方法的优点,提出了一种基于启发式搜索和反馈修正的单路口控制方法.在对交通流的实际控制中通过搜索-反馈修正的过程寻找最优方案,并利用反馈修正监控和应对交通流的时变.最后通过两组仿真实验,证明了该方法的控制效果优于定时和感应控制,并且具有对初始参数和人工维护依赖小,适应性强的优点.

关键词：交通控制启发式搜索方案生成方案选择反馈修正

结合遗传算法与启发式搜索的卫星频谱资源动态规划

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北京邮电大学学报 2017年第S1期40卷 5-9页

作者：张洪龚勇潘志松胡谷雨国防科学技术大学电子科学与工程学院长沙410073 解放军理工大学指挥信息系统学院南京210007

为了提高蜂窝式卫星移动通信的通信质量和频谱使用效率,必须对各波束载波频率的选取进行合理规划.为此,将频谱资源动态规划问题形式化,提出一种基于遗传算法和启发式搜索的频谱动态规划算法,综合考虑同频复用距离、波束分组类约束、动... 详细信息

为了提高蜂窝式卫星移动通信的通信质量和频谱使用效率,必须对各波束载波频率的选取进行合理规划.为此,将频谱资源动态规划问题形式化,提出一种基于遗传算法和启发式搜索的频谱动态规划算法,综合考虑同频复用距离、波束分组类约束、动态变化的可用频谱资源、用户业务频谱需求等,动态地将可用频谱资源分配至各波束,以最大效用地利用卫星频谱资源.

关键词：卫星频谱规划遗传算法启发式搜索

基于时间Petri网和启发式搜索的柔性制造系统调度算法

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上海交通大学学报 2015年第5期49卷 708-713页

作者：李诚李爽冯毅萍荣冈浙江大学智能系统与控制研究所杭州310027

利用库所延迟Petri网对柔性制造系统进行建模,在Petri网激发变迁生成的可达树中进行启发式搜索,求解最小完成时间调度策略,并改进了现有计算机器剩余时间的启发式函数,对剩余加工操作进行准确分类,以保证算法的最优性.为了提高算法的求... 详细信息

利用库所延迟Petri网对柔性制造系统进行建模,在Petri网激发变迁生成的可达树中进行启发式搜索,求解最小完成时间调度策略,并改进了现有计算机器剩余时间的启发式函数,对剩余加工操作进行准确分类,以保证算法的最优性.为了提高算法的求解效率,改进后的启发式函数考虑了未产成操作的剩余时间,以使预测值更加准确并减少了计算量.同时,利用实验验证了所提出方法的正确性和有效性.

关键词：柔性制造系统调度 Petri网启发式搜索

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启发式搜索算法路径规划研究

国外电子测量技术 2018年第6期37卷 16-21页

作者：吕志刚李琳宇文超朋郜辉西安工业大学电子信息工程学院

通过对启发式搜索算法和盲目式搜索算法的对比分析,选择作为启发函数的A＊算法作为本文的研究对象。A＊算法因为其搜索效率高,一直受到专家学者的关注和研究,在传统A＊算法的基础上对其进行了改进,来改善A＊算法的规划出的路径。通过仿... 详细信息

通过对启发式搜索算法和盲目式搜索算法的对比分析,选择作为启发函数的A＊算法作为本文的研究对象。A＊算法因为其搜索效率高,一直受到专家学者的关注和研究,在传统A＊算法的基础上对其进行了改进,来改善A＊算法的规划出的路径。通过仿真验证了A＊算法,总结出A＊算法的缺点,然后针对A＊算法的缺陷进行了相应的改进。并对启发函数距离计算方法进行了改进,通过修改启发函数中的权值,使得在使用A＊算法进行路径搜索时,搜索的点数减少了50%,同时规划出的路径长度并没有发生太大的变化。然后对传统A＊算法规划出的路径进行了平滑处理,最后通过MATLAB仿真验证了改进的A＊算法的可行性和有效性。

关键词： A＊算法路径规划启发式搜索 Dijkstra算法