一种基于Dijkstra算法的机器人避障问题路径规划

移动机器人的避障问题是移动机器人控制领域的研究热点.针对给定的移动机器人避障问题,探讨了最短路径及最短时间路径的路径规划问题.对于最短路径问题,建立了简化的路径网格模型,将其抽象为由节点及边构成的两维图,再使用经典的Dijkstra算法获得可行的最短路径.对于最短时间路径问题,通过分析移动机器人弯道运行的速度曲线,基于几何方法得出了移动时间与过渡圆弧圆心之间严格的数学关系,此后借助MATLAB优化函数获得最佳的移动路径.算法可为类似机器人避障问题的解决提供借鉴.     

机器人避障问题

研究机器人在平面区域中绕过静态障碍物到达指定目的地的问题, 分别考虑了路程最短和时间最短两种目标下的最优路径, 给出了计算机自动搜索最优路径的模型和算法。     

基于二次B样条的时间最优轨迹规划

轨迹规划是机器人运动中的基本问题,文章给出带动力学限制的时间最优二次B样条轨迹的规划方法.算法首先搜索可见性图的对偶图得到初始折线路径.在此基础上可以求解带有避障条件的二次B样条拟合问题,到无碰撞光滑的运动轨迹.在此基础上,联合动力学限制建立新的时间最优模型,并用"Bang-Bang-Singular"控制策略求解得到运动轨迹.数值实验表明,文章方法可以求得符合动力学限制的时间最优运动路径.     

乘用车物流运输装载模型研究

对乘用车物流运输计划问题进行了研究,首先,建立了以单辆轿运车实载率最大为目标的单车最佳装载方案模型,以该方案配送乘用车辆直到运输任务完成以获得初始轿运车数,其次以空载率最小为目标设计了数量调整模型对初始轿运车数进行优化,得到最优装载方案模型.基于上述优化模型计算最小的轿运车数,建立在轿运车数量限制下的最短行驶里程模型,选择总行驶里程最小的装载方案作为最优的配送方案.最后建立基于路径的物流运输装载模型,运用Floyd算法计算任意起讫点间的最短路径,设计了一种全局搜索算法得到一种合理的配送方案,并以空载率最小为目标对方案进行优化.     

考虑路线复杂度的应急疏散双目标路径选择模型

针对路径选择这一疏散计划中最基本的问题，考虑疏散时间以及路线复杂度因素，建立了应急疏散路径选择的双目标优化模型。模型将总疏散时间最短以及路线复杂度最低作为优化目标，同时考虑灾害扩散对疏散网络通行状况的实时影响，将各弧段上的通行速度表示为随时间的连续递减函数。设计了求解模型的蚁群优化算法，仿真结果表明了模型和算法的有效性和可行性。     

“货到人”拣选系统机器人任务分配的鲁棒双层规划模型

在电商“货到人”拣选系统中,如何调度系统中的机器人并对任务进行合理地分配决定着整个系统的运行效率与成本。分析“货到人”拣选系统作业流程,建立机器人数量配置、机器人调度与机器人任务分配的双层规划模型。上层模型以批量订单完成总成本最小为目标函数,以机器人调度为决策变量,构建整数规划模型;下层模型以机器人完成所有任务的平均空闲率最小为目标函数,以任务分配为决策变量,考虑机器人在完成任务过程中由于调度、避障、路径规划等导致的行走距离不确定因素,构建鲁棒优化模型。上层的调度结果制约了下层的最小平均空闲率,下层的任务分配结果影响上层的最小成本,上下层结果共同决定机器人配置决策。利用遗传算法求解模型,通过实例仿真验证了模型的有效性。     

结点有约束的交通网络最短路径模型

结点有约束的网络是一类特殊的网络，如具有禁止通行限制信息的交通路网等，由于最短路径的求解是有后效性的，经典的Dijkstra算法等不能直接用来求解该问题，本文提出了一种结点有约束的交通网络最短路径建模方法，该方法所建模型为一般网络模型，可用任一传统高效的算法求其最短路径，从根本上降低了问题的复杂性，为很好地解决交通、通信等领域中的此类问题提供了有益的方法。     

罚转向网络最短路径算法及其复杂性研究

本文建立和研究了具有转向惩罚值的网络模型．论文首先引入了罚转向网络符号及规则，对所建立的罚转向网络模型的性质进行了讨论，在证明了路径与子路径关系的三个定理之后，提出了求解其最短路径的算法并证明了算法的复杂性结论，论文最后给出了一个用该算法求解项转向网络的最短路径实例．     

弹性光网络一类调度问题的一个新模型和算法

采用网络功能虚拟化技术的弹性光网络是一种新型的网络,其数据中心的合理部署,路由的科学规划及频谱的最优分配是一个关键而具有挑战的问题.为了解决这个问题,建立了弹性光网络资源分配和任务调度问题一个新的优化模型,新模型以虚拟网络功能在数据中心部署的负载最均衡,经过数据中心节点的路径最短以及频谱占用最少为目标,可同时使虚拟网络功能在数据中心部署,路径规划和频谱分配方案最优.为有效求解该模型,分别设计了一个经过所选数据中心的最短路径策略,虚拟网络功能在数据中心的部署策略以及频谱分配策略,构造了初始种群的产生方法,设计了新的变异算子,在此基础上,提出了求解模型的一个新的进化算法.最后进行了仿真实验,结果表明,最大频隙号和数据中心VNF部署数目的标准差相比对比算法有明显降低,验证了所建模型和算法的有效性.     

突发事件中对嫌疑犯有效封堵的模型与算法

基于CUMCM-2011 B题中关于嫌疑犯的封堵问题的研究.通过建立描述市区交通网络图的权矩阵,采用求最短路的Dijstra算法求出市区任意两节点的最短路径及路长,构作最佳路径阵和距离矩阵,以此为基点建立封堵路口的最优调度方案模型,再在此基础上建立封堵住嫌疑犯的最优模型,并设计了模型求解的算法.将算法应用于CUMCM-2011 B题中关于嫌疑犯的封堵问题,获得最优封堵方案.