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道路网络中多目标点路径最近邻研究

道路网络中多目标点路径最近邻研究

作者：宋海涛复旦大学

学位级别：硕士

k最近邻居问题(kNN)是空间数据库研究领域最基本的问题之一,是指在特定空间中寻找离查询点最近的k个目标点,包括几何空间,道路空间等。道路空间中的kNN变种包括连续k最近邻查询,聚集k最近邻查询,k路径最近邻查询等。路径最近邻查询强调... 详细信息

k最近邻居问题(kNN)是空间数据库研究领域最基本的问题之一,是指在特定空间中寻找离查询点最近的k个目标点,包括几何空间,道路空间等。道路空间中的kNN变种包括连续k最近邻查询,聚集k最近邻查询,k路径最近邻查询等。路径最近邻查询强调路径问题：用户在移动的过程中,会存在一定偏好的路径,无论是指定的路径,或是计算出的最短路径,用户会倾向于在偏好的路径上行驶。路径最近邻即解决相对于偏好路径的最近邻查询问题。以上路径最近邻问题中,目标点类型往往只有一种,但在实际应用过程中,往往存在用户感兴趣的不同类型的目标点,本文致力于解决这种存在这种不同类型目标点的路径最近邻查询问题。本文详细介绍了道路网络中k路径最近邻查询,并提出了一种针对两种不同类型目标点的k组路径最近邻居查询,这是一种新的查询：给出用户希望到达的终点位置以及两组目标点集合,这种查询返回连接用户当前位置和终点位置的最短路径,以及相对于这条最短路径的k组路径最近邻居,每组包含两个不同类型的目标点,使总的绕行距离最短,将这种查询命名为kPNNT。提出了一种典型的过滤-精炼算法得到kPNNT及对应的最短路径,通过预处理方式对算法进行改进。然后,我们将查询扩展到多目标点,提出了针对多目标点的路径最近邻查询kPNNM,并提出一种简单的预处理的算法解决该问题。最后在实际道路网络中进行了实验,实验证明,算法可以有效的上述问题。

关键词： k路径最近邻居多目标点道路网络过滤精炼预处理

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移动机器人多目标点路径规划研究

移动机器人多目标点路径规划研究

作者：杨平西华师范大学

学位级别：硕士

机器人的诞生让人们的生活更加智能化。其中,具有自主移动功能的移动机器人更是当下非常热门的科技成果。路径规划是移动机器人执行各项任务的前提,它决定了移动机器人是否能够在作业区域内安全、高效地执行任务,对移动机器人的性能具... 详细信息

机器人的诞生让人们的生活更加智能化。其中,具有自主移动功能的移动机器人更是当下非常热门的科技成果。路径规划是移动机器人执行各项任务的前提,它决定了移动机器人是否能够在作业区域内安全、高效地执行任务,对移动机器人的性能具有十分重要的影响。现有国内外文献对移动机器人的发展动态和路径规划均作了大量的研究,但对移动机器人从某个起点出发、经过多个目标点并避开障碍物、最终返回起点的情形研究还较少,本文选取这类情形,主要进行了以下研究:(1)分析移动机器人多目标点路径问题的求解目标,机器人在不与周边障碍物发生碰撞的前提下,依次经过多个目标点一次,要求寻找一条满足条件的最短路径。本文采用的研究思路是,先对平面内任意两个目标点进行路径规划,然后再计算依次经过各个目标点的顺序。(2)基于栅格法建模,对多目标点任意两点间路径规划问题进行研究。基于现有成果中的路径生成方式,在起始点和目标点的行(列)之间按行(列)搜索自由栅格生成路径。对于起始点和目标点之间不存在整行(列)被隔断的情况采用该方法生成路径。将两点间存在列(行)被连续障碍物栅格的情况,称为存在“封锁”的情况,设计了一种解决方案,通过扩大路径搜索范围,插入中间节点分段计算进行解决。(3)选用遗传算法作为任意两点间路径规划的基本算法,并对其各个算子进行了针对性设计。构造相应的实验图,采用本文设计的算法流程,能够有效地求解多目标点路径规划中任意两个目标点间的路径规划问题。(4)在任意两点间路径问题得到完全解决的情况下,将多目标点全路径规划处理为一类TSP问题,建立相应的数学模型。通过任意两点间路径规划得到距离矩阵,对该问题中的全路径规划问题基于遗传算法求解,并对遗传算法进行了针对性的设计。构造了两个多目标点全路径规划场景进行实验,实验结果表明,本文给出的多目标点全路径规划算法能够有效规划出合理的路径。

关键词：路径规划多目标点遗传算法 TSP 移动机器人

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基于改进的粒子群算法的多目标点路径规划

浙江科技学院学报 2022年第3期34卷 225-232,284页

作者：袁斌王伟博王辉浙江科技学院机械与能源工程学院杭州310023

针对无人仓储系统中自动导航车(automated guided vehicle,AGV)遍历多个目标点路径非最优的问题,结合***三维仿真技术构建的孪生仓储系统,提出一种改进的粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法求解虚拟场景内多目标点路径方法。... 详细信息

针对无人仓储系统中自动导航车(automated guided vehicle,AGV)遍历多个目标点路径非最优的问题,结合***三维仿真技术构建的孪生仓储系统,提出一种改进的粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法求解虚拟场景内多目标点路径方法。首先利用栅格法构建场景的栅格地图,同时采用A-Star算法对地图中两两目标点进行规划,得到多目标点的完全图模型;然后将育种学中远缘杂交策略引入PSO算法中,通过亲缘关系较远种群间的杂交,避免了种群多样性下降的问题,提高对模型的求解能力;最后以系统内实例进行试验验证。结果表明,我们所提方法能实现多目标点的路径求解,与传统算法相比,改进算法在规模较大的问题上更具优势,在规划性能方面提高3%以上。本文算法更易获得多个目标点运送的较短路径,这可为后续同类问题的研究提供参考。

关键词：多目标点 A-Star算法粒子群算法远缘杂交

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基于多目标点的多机器人任务分配

自动化应用 2021年第4期 75-78页

作者：张文忠李景程瑞嘉严李平安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243032

农业自动化技术日新月异,现出现了纯自动化菜场,利用多机器人进行对其多目标点进行收菜种菜等操作。为避免多机器人之间发生碰撞,将采取提前规划机器人的行走路线,将其行走路径限制在两行通道中,并对此建立了基本模型,以最小化最大完成... 详细信息

农业自动化技术日新月异,现出现了纯自动化菜场,利用多机器人进行对其多目标点进行收菜种菜等操作。为避免多机器人之间发生碰撞,将采取提前规划机器人的行走路线,将其行走路径限制在两行通道中,并对此建立了基本模型,以最小化最大完成时间作为目标函数。最终在此模型的基础上融合了优先级以及平均分配时间的方法循环对其机器人实现任务调度。实验部分利用ROS平台中Gazebo建模,将多目标点的任务调度时间与单目标点的任务调度时间以及静态任务分配调度时间做对比,验证该方法的高效性。

关键词：多机器人多目标点任务调度 Gazebo建模

基于NSGA-Ⅱ的工业机器人多目标点轨迹跟踪优化研究

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现代制造技术与装备 2024年第8期60卷 180-183页

作者：高乔广西制造工程职业技术学院智能制造工程学院南宁530105

针对工业机器人在轨迹跟踪中存在的建模误差与收敛性问题,提出一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-dominatedSortingGeneticAlgorithmsⅡ,NSGA-Ⅱ)的工业机器人多目标点轨迹跟踪优化方法。首先,系统概述工业机器人多目标点跟踪控制系统... 详细信息

针对工业机器人在轨迹跟踪中存在的建模误差与收敛性问题,提出一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-dominatedSortingGeneticAlgorithmsⅡ,NSGA-Ⅱ)的工业机器人多目标点轨迹跟踪优化方法。首先,系统概述工业机器人多目标点跟踪控制系统的需求及挑战,详细分析工业机器人动力学模型。其次,研究工业机器人轨迹规划,提出基于三次多项式插值的轨迹规划模型。再次,提出基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法的工业机器人轨迹跟踪控制优化方法。最后,通过仿真分析,验证该方法的有效性。结果表明,相较于传统的控制方法,该方法在多目标跟踪方面表现出更好的性能和精度,提高了工业机器人在生产线上的实际应用效果。

关键词：工业机器人多目标点轨迹跟踪优化非支配排序遗传算法Ⅱ 三次多项式插值

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基于ROS的移动机器人多目标点导航的实现

电子技术（上海） 2018年第7期47卷 26-29,22页

作者：吴梦珂任工昌刘朋陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

移动机器人的多目标点导航功能是机器人在执行配送与巡检等任务中不可或缺的功能之一,人们通常需要机器人能过依次序到达多个目标点。针对机器人的多目标点导航问题,对ROS(机器人操作系统)的自主导航功能包进行了研究,设计了基于ROS的... 详细信息

移动机器人的多目标点导航功能是机器人在执行配送与巡检等任务中不可或缺的功能之一,人们通常需要机器人能过依次序到达多个目标点。针对机器人的多目标点导航问题,对ROS(机器人操作系统)的自主导航功能包进行了研究,设计了基于ROS的移动平台,并在该平台上实现了机器人多目标点的自主导航功能。实验结果表明,在给定多个目标点之后,该移动机器人可以顺利的按照给定的目标信息进行依次自主导航。为机器人的多目标点自主导航提出了一套可行的方案。

关键词：移动机器人多目标点 ROS 自主导航

基于Fast Marching方法的多目标点路径规划的研究

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计算技术与自动化 2015年第3期34卷 11-15页

作者：于晖王永骥华中科技大学自动化学院

目前,水下自主机器鱼已经被应用于对水域多个目标点依次进行水质监测,因此有必要研究多个目标点的路径规划。针对遍历多个目标点的路径规划问题,提出一种Multi-Direction Fast Marching(MDFM)方法和遗传算法相结合的路径规划方法。该方... 详细信息

目前,水下自主机器鱼已经被应用于对水域多个目标点依次进行水质监测,因此有必要研究多个目标点的路径规划。针对遍历多个目标点的路径规划问题,提出一种Multi-Direction Fast Marching(MDFM)方法和遗传算法相结合的路径规划方法。该方法首先使用MDFM方法对工作站和多个目标点两两之间进行路径规划,然后使用遗传算法规划出遍历所有点的最短路径,最后通过仿真实验验证算法的可行性。

关键词：机器鱼路径规划多目标点 Fast Marching

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地面多目标快速响应任务轨道设计

宇航学报 2023年第5期44卷 677-686页

作者：张海洋张刚哈尔滨工业大学航天学院卫星技术研究所哈尔滨150001

针对多目标快速响应对地成像任务,提出了一种J_(2)摄动下4个地面目标重复访问以及5个地面目标单次访问的轨道设计方法。首先在轨道倾角已知的假设下,通过第1个目标点的访问约束解析得到升交点赤经和参数纬度幅角,然后通过第2、3、4个目... 详细信息

针对多目标快速响应对地成像任务,提出了一种J_(2)摄动下4个地面目标重复访问以及5个地面目标单次访问的轨道设计方法。首先在轨道倾角已知的假设下,通过第1个目标点的访问约束解析得到升交点赤经和参数纬度幅角,然后通过第2、3、4个目标点的访问约束数值求解得到近地点角距、偏心率和半长轴。最后,通过增加回归轨道约束或第5个目标点的访问约束,将轨道设计问题转化为只含有倾角的一维非线性方程,通过一维数值搜索进行求解。仿真结果表明,通过所提方法设计轨道的星下点轨迹能够精确经过指定的多个地面目标,验证了方法的有效性和正确性。

关键词：快速响应空间多目标点星下点轨迹轨道设计 J2摄动

基于Android的移动目标定位服务系统研究与设计

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基于Android的移动目标定位服务系统研究与设计

作者：刘盟西安科技大学

学位级别：硕士

移动互联网的崛起带动了移动终端的快速发展,利用移动终端服务来规划日常生活己经成为一种趋势。人们可以利用移动终端快速实现出行路径规划,而现有的电子地图中多目标点路径规划结果会受到节点顺序的影响,与此同时无法满足多目标点情... 详细信息

移动互联网的崛起带动了移动终端的快速发展,利用移动终端服务来规划日常生活己经成为一种趋势。人们可以利用移动终端快速实现出行路径规划,而现有的电子地图中多目标点路径规划结果会受到节点顺序的影响,与此同时无法满足多目标点情况下的用户多考虑因素的出行规划。选题基于位置的服务以Android系统为开发平台搭载百度地图API,设计并实现了移动目标定位服务系统,本文的主要研究内容和成果如下:1.操作系统框架及关键技术研究,本文对Android系统的框架及系统基本应用程序组件进行了了解,深入研究了系统的定位模式以及Android数据存储等技术;2.多目标点路径规划研究,对于多目标点的路径规划问题,首先将点存入集合中,利用函数模型对代价矩阵进行一次数据预处理,其次加入必要的剪枝条件,在此基础上利用枚举策略能够快速得到路径规划结果。同时将用户的多个预期因素采用线性加权的思想,将其转换成为单一的路径规划问题解决,更便于用户出行规划;3.系统功能设计研究,系统由移动端和服务端组成,移动端主要具有地图基本功能、地理围栏预警、多目标点路径规划,数据存储等功能。服务端以Apache Tomcat 7.0作为服务器,本文采用MySql数据库对数据进行实时存储,并在Web端实现了用户轨迹数据的实时监控;4.在设计的基础上对系统进行实际实现,验证了算法优化的可行性以及线性加权思想在实际路径规划中的实用性,同时在轨迹存储模块对数据进行提取并利用DBSCAN聚类分析得出了样本数据的兴趣点集合,对于数据挖掘有着很大的帮助。论文在实现基本地图服务功能的基础上,针对现有电子地图路径规划中存在的问题给出了解决策略,同时系统设计了用户数据存储及用户区域预警模块对于用户轨迹数据的挖掘及监控具有很重要的作用。

关键词：路径规划多目标点基于位置的服务 Android 定位服务系统