基于无人机影像的空心村整治三维规划辅助设计系统研究

现有规划设计一般通过二维、平面的符号来表达,具有不直观、不形象、不利于公众参与的缺点。本文将无人机航摄和三维虚拟设计等技术集成应用于近郊区村庄规划与设计,开展空心村整治一体化规划和三维虚拟设计的实践和研究。依照真实尺度进行仿真化和模块化三维模型设计,形成空心村规划要素模型信息库,研发了空心村整治三维规划辅助设计系统,实现了在真三维环境中对各类要素进行规划设计,并可以按需求进行模型调整修改,为空心村规划整治提供了帮助。     

三维环境中多机器人协同路径规划算法

针对三维环境中多机器人协同路径规划问题,提出一种改进蚁群算法。文中提出并构建了机器人运动行为模型和协同行为模型,通过引入多蚁群系统,优化信息素更新机制和状态转移方程,提高算法全局搜索能力和收敛速度。仿真实验结果表明改进蚁群算法优于基本蚁群算法,能够有效指导机器人在三维环境中协同行进,提高路径规划能力。     

改进蚁群算法的无人机三维环境路径规划

针对传统蚁群算法在进行无人机三维环境路径规划时存在规划速度慢、容易陷入局部最优等问题,本文提出了用引导函数改变状态转移规则、初始信息素先验分配、时变信息素更新方式3个改进策略,充分挖掘路径规划先验信息。通过增加引导函数进行路径增强,增大最优路径的选择概率;同时根据与先验路径的距离赋予信息素不同的初始浓度,使算法在搜索初期具有明确的方向性,基于优胜劣汰的思想进行信息素更新,并将信息素挥发因子设定为服从Laplace分布的波动因子,避免搜索过程陷入局部最优,最大化提升路径搜索效率,实现三维环境下的无人机路径规划。仿真试验结果表明,改进后的蚁群算法在规划最优路径长度和最优路径搜索效率上明显优于传统蚁群算法。     

虚拟地理环境中空天环境仿真技术研究

论述空天环境仿真时间和空间基准,并对利用JPL历表计算行星位置和速度的方法进行详细阐述;对空天环境仿真关键技术进行深入研究,从空天环境仿真内容方面将其分为星空背景仿真、行星仿真和空天环境要素仿真3个方面,并分别进行研究加以实现。仿真效果逼真、实时性强,为研究和利用空天环境提供参考依据。     

海洋自主航行器多海湾区域完全遍历路径规划

海洋自主航行器在对海底地形测绘和水文信息搜集过程中,简单锯齿形完全遍历路径规划算法对多海湾海底地形探测易出现重复区域和遗漏区域的问题。本文提出了遗漏海湾和重复海湾及其进入点、退出点和门户的路径规划环境表达概念,并将其应用在基于行为的锯齿形完全遍历路径规划改进算法中,有效地减少了海洋自主航行器全覆盖地形测绘的重复区域和遗漏区域。在网格化定常流场海域内,对某一阻力特性已知的自主水下机器人进行了完全遍历路径规划仿真,验证了基于重复和遗漏海湾搜索行为的完全遍历路径规划算法的遍历性和不重复性,并降低了区域全覆盖地形测绘任务的耗能。最终,通过小型无人艇湖试验证了算法在完全遍历路径规划中的节能性和实用性。     

基于改进RRT算法的狭长空间无人车辆路径规划

针对狭长空间无人车辆路径规划系统，提出一种基于改进的快速搜索随机树(rapidly-exploring random trees,RRT)路径规划算法，以解决传统RRT算法随机性较大、路径缺乏安全性的问题.该算法通过加入自适应目标概率采样策略、动态步长策略对传统的RRT算法进行改进，同时考虑到实际情况中无人驾驶车辆的动力学约束，该算法加入车辆碰撞约束和路径转角约束，并针对转角约束会导致迭代次数激增的问题提出了一种限制区域内随机转向的策略，最终得到一条安全性较高的路径.采用计算机仿真对所提算法和现有算法的性能进行对比验证.所提算法在狭长空间相较于传统人工势场引导下的RRT算法迭代次数降低了33.09%，规划时间减少了6.44%，路径长度减少了0.06%，并且在简单环境和复杂障碍物环境下规划能力均有提升.所提算法规划效率更高、迭代次数更少.     

任务驱动的面向对象战场环境仿真过程建模

战场环境仿真过程是战场环境信息保障的重要组成部分,需要紧密围绕任务过程来建立。目前战场环境仿真系统与指控系统之间互操作性还不完善,传统的仿真数据模型还不能满足作战人员对战场环境信息高效而精确的理解和分析,因此,需要构建一种面向作战任务的战场环境仿真过程模型来有效解析指控系统的关键信息需求。本文分析了作战任务与仿真过程结构化特征,采用面向对象的方法构建仿真过程概念模型;分析GeoBML的数据模型和形式化语法,使用形式化语言建立仿真过程的逻辑模型;定义仿真过程对象数据结构,构建物理模型并建立仿真过程动态映射模型。最后,基于该模型设计战场环境仿真平台组件并应用,验证该模型能有效表达战场环境仿真数据与作战任务实时动态的关联过程。     

一种基于复杂环境信息的导航路径动态规划算法

针对现有路径规划算法受复杂环境信息影响较大的原因,该文通过分析环境信息,综合考虑行车的时效性、安全性要求,提出一种动态路径规划辅助决策方法。该方法通过对实时环境信息进行建模和量化处理,得到不同环境特征下的道路实际权重,为路径动态规划提供先决条件;然后利用基于一阶马尔可夫链的动态路径规划算法对路径进行规划,计算出若干可选路径可供驾驶员根据实际情况进行抉择;并通过与静态权值的路径分析算法相比较得到,它能够更好地满足复杂环境信息下最优路径的规划需求,算法效率受环境因素影响较小。     

业界动态

中国交通地理信息系统技术委员会成立6月24日,中国交通地理信息系统技术委员会在武汉大学召开成立大会,来自国家交通部、国家科技部、国家测绘局等部门的领导和专家300余人出席了成立大会。大会由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室、武汉大学交通研究中心主办,中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室、交通部规划研究院交通仿真与决策支持研究中心协办。大会共收到论文100余篇。中国科学院院士、香港大学研究生院院长、城市规划与环境管理研究中心主任叶嘉安教授、美国地理学会交通地理专业组主席、田纳西大…     

导航战中的分布式GPS干扰技术

分析了导航战中主要的GPS干扰与抗干扰技术，针对单一干扰源干扰GPS存在的问题，结合干扰目标区域的环境特征，提出了分布式GPS干扰技术，研究分析了分布式GPS干扰技术的布设规划算法以及干扰效果分析仿真评估算法的主要功能。     

应用人工免疫算法快速规划3DTF/TA~2航线

针对复杂环境下单(双)机TF/TA2飞行路径规划问题,提出了满足飞机可飞性和可操作性的人工免疫算法飞行航线规划方法;设计了综合3D威胁信息的惩罚函数(亲和力函数);构建了包含动态、静态威胁及不可飞区域的综合威胁模型。据此,设计了不同威胁度环境下的单、双飞行航线,并将人工免疫算法规划的航线与遗传算法进行比较。结果表明,在简单威胁环境下,遗传算法规划时间短、路径较长;在复杂环境下,遗传算法的单机规划失败率极高(大于95%),双机规划失败。人工免疫算法能够为单(双)机规划出一条最优及多条待选飞行航线。     

城市规划仿真审批系统开发——以海口市三维仿真规划审批系统为例

根据数字城市“地理数据4D化,地图数据三维化,规划管理VR化”的特点,提出了基于GIS的城市规划仿真系统设计方案,并以海口市三维仿真规划审批系统为例,探讨了三维仿真技术在城市规划信息化建设中的具体应用,并提出了后继城市仿真研究中有待解决的技术问题。     

可预测动态时空环境的最短时间路径规划

最短时间路径规划是一种典型的最小代价路径规划,也是GIS领域中非常重要的一项研究.传统算法较少研究包括气象、光照、电磁等随时间连续变化环境下的全局规划问题.针对这个问题,建立动态时空环境影响模型,对动态环境在时间和空间上的变化进行统一栅格化表达,并以此为基础进行全局最优的最小代价路径规划.实验证明,在环境预测准确的情况...     

“数字城市”建设与管理

"数字城市"是城市管理和规划体制的一次大变革。它是以计算机技术、多媒体技术为基础,借助云计算、物联网、传感网,运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等手段,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的3维描述,从而构建城市发展的数字环境,形成基于海量信息和智能过滤处理的新的生活、产业发展、社会管理等模式,构建面向未来的全新城市形态。     

基于改进A*算法的无人航道测量船路径规划方法

无人航道测量船由于具有低成本、高效率、便捷等优点,在航道测量领域受到越来越多的关注。在避碰过程中,为保证无人航道测量船测量数据的有效性,新规划的避碰路线应尽可能地与原规划测量航线一致。针对传统A*算法所规划的路径在避开障碍物之后无法快速回到预设航线上的问题,提出了一种改进的A*算法。该算法主要是在原始代价函数的基础上,新增了一个与当前点到预设航线的垂直距离相关的代价值,且该代价值的取值与无人航道测量船所处的位置相关。首先在MATLAB仿真环境下对改进A*算法进行仿真实验,然后利用无人航道测量船实船平台开展航行验证实验并进行围栏分析。实验结果表明,相比于传统A*算法,在保证安全的前提下,改进A*算法能够使无人航道测量船在避开障碍物之后更快地回到预设航线。     

三维市政项目辅助审批系统的设计与实现

在重庆主城区三维模型数据库建设和辅助建筑方案审批取得良好应用的基础上,为了推动三维仿真在规划管理中更好、更深入的应用,建设三维市政项目辅助审批系统,为市政规划管理提供更直观、更科学的技术支撑手段。     

基于GIS的城市绿化管理系统的研究——以江门市为例

针对城市规划环境问题的现状,我们利用GIS强大的空间分析功能和技术特点,对城市的土地利用规划、城市地貌、城市整体绿化状况、城市工业环境和居民环境进行系统性分析与统计,它设计了基本操作、区域设计、整体规划、和绿化管理四大功能模块,来模拟城市规划、绿化与绿化管理中的动态性变化,实现科学化监测并高效管理。     

顾及复杂环境约束的无人机三维航迹快速规划

针对在地形、禁飞区、气象、危险物、通视约束等复杂环境下,无人机三维航迹规划存在效率差与精度低的问题,本文通过设计多层扩展A*算法,提出了一种顾及复杂环境约束的无人机三维航迹快速规划方法。该方法剖析典型复杂环境对无人机航迹的多种约束信息等,构建三维航迹规划环境模型;通过结合无人机自身性能约束,设计多层扩展A*算法进行三维分层扩展,搜索获取无人机最优参考航迹;采用线简化和线平滑的方式对参考航迹进行简化与优化;最后选择典型案例区域开展试验分析,证明本文方法能够快速准确地规划出复杂环境下的最优可行航线。     

战场环境仿真中粒子系统应用研究

粒子系统是战场环境仿真中对不规则动态对象建模的有效方法之一。战场环境仿真中可以应用粒子系统对各种自然现象（雨、雪、云）和人工现象（喷泉、爆炸、尾迹、烟火）进行建模。在阐述粒子系统基本原理的基础上,详述了战场环境仿真中应用粒子系统进行自然现象和人工现象建模的方法和实践。     

战场环境仿真中粒子系统应用研究

粒子系统是战场环境仿真中对不规则动态对象建模的有效方法之一。战场环境仿真中可以应用粒子系统对各种自然现象(雨、雪、云)和人工现象(喷泉、爆炸、尾迹、烟火)进行建模。在阐述粒子系统基本原理的基础上,详述了战场环境仿真中应用粒子系统进行自然现象和人工现象建模的方法和实践。