一种基于道路网分层的最短路径算法

D ijkstra算法是求解最短路径的经典算法,A*是目前最流行的启发式搜索算法,分析了这两种算法的搜索空间和时间复杂度。在此基础上,提出了一种基于道路网分层最短路径算法。实验证明:该算法是一种效率好、实用性强的最短路径算法。     

基于A*算法的海底地形等深线模型构建方法研究

介绍了DEM原理和构建方法,利用现有矢量海图中的水深要素及海岸线岛屿要素,对生成电子海图海底规则网格数据进行研究。计算机辅助虚拟三维海底地形,运用线性八叉树场景进行分解寻求其规律性,用A*算法最好最优地勾绘出等深线,从而建立海底地形等深线模型,为实现电子海图海底三维可视化奠定了基础。最后对算法进行分析与完善。     

车辆自导航系统中加入道路转向限制的最短路径算法

路径规划作为车辆自导航系统的核心模块，其效率对整个系统有着至关重要的影响。考虑到在实际的交通行为中，交叉口转向限制及延误对整个行程时间影响极大，忽略它，直接影响到我们计算出的最优路线的真实性和实用性。针对这个问题，运用对偶图思想，将原来附属于结点上的转向关系转移到相应的弧段上，并在此基础上，提出了一种加入转向限制的基于弧段的Dijkstra算法。试验表明，该算法能够有效地进行顾及道路转向限制的路径规划。     

面向多区域高效搜索的UUV集群任务分配

UUV 集群在执行大范围搜索任务时分配方案的优劣对于提高任务执行效率至关重要。研究解决 UUV 集群同时进行多区域搜索中的任务分配问题,使得全部区域搜索完成时长最小。针对传统匈牙利算法无法高效解决不平衡任务分配的问题,提出一种改进匈牙利多轮分配算法。该算法通过多轮任务分配,实现空闲 UUV 高效利用和目标区域合理分配,通过在代价函数中引入边际代价和保守估计时长,大大减小了全部区域搜索完成时长。仿真实验结果表明：提出的算法相比传统匈牙利算法能够合理分配空闲 UUV,提高分配效率。此外,相较于仅采用搜索时长为代价函数,在代价函数中引入边际代价和保守估计时长能够针对耗时长的区域最大限度缩短搜索时长,保证随着 UUV 数量的增加,全部区域搜索完成时长单调递减。     

一种基于改进蚁群优化算法的载人潜水器全局路径规划

基础蚁群优化算法在解决复杂障碍环境下的载人潜水器路径规划问题时,易过早收敛于局部最优解,信息素挥发系数的设置过于依靠经验,路径规划结果受概率影响大且不稳定。为此,提出了一种改进蚁群算法用于解决载人潜水器的全局路径规划问题。该算法提出"路径延伸块"的概念。算法前期采用动态更新信息素参数的蚁群优化算法进行简单迭代计算获得原始路径,并对原始路径进行栅格延伸以得到"路径延伸块";后期在路径延伸块中再次使用蚁群算法或其他寻优算法(Dijkstra算法)寻找最优路径。改进的算法与基础蚁群优化算法相比,算法效率及稳定性更高,不易收敛于局部最优解,能更好地适应U型槽环境和复杂障碍环境。     

基于A星算法的无人机路径规划优化模型研究

在分析传统无人机路径规划方法应用局限的基础上,针对传统A星算法启发函数单一、拐点冗余,以及效率不够高等系列问题,以虚拟城市地理环境为研究背景,通过提出面向起讫节点方位角的A星算法加速优化、启发式搜索中动态加权重构评价函数的A星算法加速优化和顾及Floyd算法插点策略的A星算法路径优化等层次递进的算法优化策略,解决了对A星算法搜索方向的量化约束、搜索权重数值的优化重构及冗余拐点的插点删除等技术问题,实现了改进后的A星算法运行效率的显著提高及最短路径判定准确性的明显提升。     

基于图像分层搜索的地形轮廓匹配算法设计

应用图像分层搜索序贯判决算法,进行海底地形轮廓匹配（TERCOM）算法设计。建立了上下两层同时匹配的比较控制逻辑,既提高了匹配速度,又减少了误匹配,增强了地形二维匹配的健壮性。应用实际海图原始数据进行仿真。结果表明,该算法在保持匹配速度的同时具有较高的匹配精度和抗差特性。     

基于改进PSO算法的传感器误差集成校正

为降低搭载于水下移动平台的三轴磁通门传感器受到的平台磁干扰和传感器自身误差（三轴非正交误差、三轴灵敏度不一致误差和零偏误差）的影响,提出了一种基于改进粒子群优化算法的集成校正方法。在分析误差来源的基础上建立了误差校正数学模型,并利用 2 个仿真算例对校正方法的有效性进行了验证。仿真试验结果表明：与传统粒子群优化算法相比,改进算法具有更高的抗噪能力和求解精度;经过校正之后,由传感器自身误差和平台磁干扰引起的测量误差得到了有效压制。     

三维完全欧氏距离变换的改进算法

三维欧氏距离变换是对由黑白像素构成的三维二值图像中所有像素找出其到最近黑色像素的欧氏距离。在对现有三维欧氏距离变换算法进行深入研究的基础上,充分利用二维欧氏距离变换的结果,进一步减少参与距离计算和比较的黑点个数,进而提出了三维完全欧氏距离变换的改进算法。整个算法的时间复杂度为O((n3log n)/φ(n))。并将该改进算法应用于海底污染源的扩散分析,取得了较好的效果。     

基于改进量子粒子群算法的AUV路径规划研究

针对海洋环境下自主水下机器人（AUV）的路径规划问题,提出了一种基于框架四叉树的改进量子粒子群算法（QPSO）,首先使用框架四叉树的方法对障碍物建模,该方法提高了建模的精度且对后续算法的效率也有极大的改进,之后设计改进的量子粒子群算法,并且结合水下环境的特殊性设计适应度函数,综合考虑航线路径长度、偏转角度以及海流影响,使得算法可以在水下环境中寻得能耗最短的解路径。最后通过仿真试验验证,相比于传统的栅格法和粒子群算法,改进量子粒子群算法的运算时间更短,收敛速度更快,其独特的适应度函数可以使AUV能更好适应水下多变的环境,且能利用海流设计能耗更小的路径,具有很大的实用价值。     

Smoothed A* algorithm for practical unmanned surface vehicle path planning

An effective path planning or route planning algorithm is essential for guiding unmanned surface vehicles (USVs) between way points or along a trajectory. The A* algorithm is one of the most efficient algorithms for calculating a safe route with the shortest distance cost. However, the route generated by the conventional A* algorithm is constrained by the resolution of the map and it may not be compatible with the non-holonomic constraint of the USV. In this paper an improved A* algorithm has been proposed and applied to the Springer USV. A new path smoothing process with three path smoothers has been developed to improve the performance of the generated route, reducing unnecessary ‘jags’, having no redundant waypoints and offering a more continuous route. Both simulation and experimental results show that the smoothed A* algorithm outperforms the conventional algorithm in both sparse and cluttered environments that have been uniformly rasterised. It has been demonstrated that the proposed improved A* route planning algorithm can be applied to the Springer USV providing promising results when tracking trajectories.     

基于学术论文质量模型的检索排序算法研究

为提高论文检索的效率和质量,在原有检索技术的基础上,建立学术论文质量评价模型,提出1种基于此模型的检索排序算法.采用"元数据思想"实现将PDF全文转换成XML格式输出,在此基础上利用基于词条位置权重的向量空间技术检索XML文档进行内容匹配;然后利用论文质量评价模型进行排序;最后将检索排序后的论文推荐给作者,既可以提高作者论文检索的效率和质量,又能增加期刊被引的可能性.     

面向模块的GIS系统内核的设计与实现

由于地理信息系统的一个重要特点就是针对不同的使用对象,提供了不同的功能模块,因此开发者就需要一个可以方便管理各个功能模块的系统内核对模块进行统一的管理。介绍了一种面向模块对象设计的G IS系统内核,通过运用多种设计模式,使系统可以方便的裁减各个模块,并在模块之间"低耦合"的条件下完成了它们的相互通信。     

一种基于四叉树的地形模型简化快速生成算法

本文对于地形的四叉树简化技术进行研究。根据给定限差，提出了一种判断各节点是否为叶节点的算法。该算法只要通过递归调用对原始数据扫描一次，就可十分快速和准确地判断该地形各节点是否分裂。另外，通过将较高分辨率节点的顶点移到相邻较低分辨率节点的边界上的方法消除裂缝。同时，进行了实验研究。结果表明，本文提出的算法结构简单，便于实现，实验效果良好。     

渤海油田示范区地理信息系统(GIS)的规划设计

在进行了充分需求分析基础上,对渤海油田示范区地理信息系统的数据库和应用系统进行了详细设计,数据库的设计主要是本着对象模型和关系模型相结合的原则进行的,而应用系统的设计主要考虑了以下原则,即先进性和实用性、开放性和标准性、可扩展性和可维护性、安全性和保密性、可靠性和稳定性以及具有良好的二次开发能力等。对于系统的体系结构设计,主要从系统的层次结构、硬件体系结构和软件体系结构等方面作了详细的规划设计。     

基于ArcEngine的数字高程模型更新方法研究

采用COM技术,以ARCENGINE所提供的类库和凸包算法,实现了数字高程模型(DEM)数据更新的边界检测和利用矢量地形数据采集更新数字高程模型数据的方法。保证了数字高程模型数据的精度,可以满足数字高程模型的现势性需求。     

改进的一维分形海面模型在分层海面电磁波透射问题中的应用

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,采用改进的一维分形海面模型模拟实际的分层海面,推导出了平面波入射时的透射系数计算公式.通过数值计算得到了HH极化透射系数随散射角的变化曲线,讨论了中间介质介电常数和厚度、摩擦风速和入射波频率对透射系数的影响,得到改进的一维分形分层海面透射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征,结果表明透射系数近似具有"量子化"特征.     

遥感监测的黄河三角洲平原水库及水产养殖场面积变化

利用不同时相(间隔约5 a)的遥感影像分析了黄河三角洲平原水库和水产养殖场面积的变化。结果表明,20世纪70年代后期与80年代初期,黄河三角洲平原水库和水产养殖场面积增长缓慢,自80年代后期增长迅速,按照其与年份的线性回归方程计算,黄河三角洲平原水库和水产养殖面积在2005年和2010年分别将达到352 km2和418 km2,其结果可为黄河三角洲的治理和开发提供参考。     

适用于海洋动态观测设备嵌入式系统的低功耗管理预测模型

能耗是制约海洋设备在水下工作时长的关键因素。为进一步降低海洋动态观测设备嵌入式系统的动态功耗, 本文针对前人提出的用于预测空闲时间的指数平滑算法所存在的权重系数基于凑数法确定、算法难以适应大波动等问题, 设计了一种新的权重系数, 并构建了一种自适应的低功耗管理预测模型。当模型检测到预测的空闲时间超过工作和休眠状态切换的时间阈值后, 中央处理器关停系统的部分外设, 使系统进入低功耗休眠状态。仿真和单片机实验均表明,本文提出的低功耗管理预测模型能够有效地提高对处理器工作的空闲时间预测的准确性, 且面对突发状况具有良好的自适应性, 可显著降低嵌入式系统的功耗, 有效延长设备的工作时间。