基于DDPG的无人机路径规划

针对无人机路径规划中传统算法面对未知情况时适应程度低、在线求解效率低、计算量大等问题,基于深度强化学习DDPG算法,提出了一种无人机路径规划方法.采用策略网络和评价网络的双网络结构,拟合无人机路径规 划决策函数和状态动作函数,根据状态空间、动作空间和网络结构设计了 DDPG算法模型.通过仿真验证了所提出的路径规划方法的...     

联合势场与蚁群算法的机器人路径规划

针对全局静态环境下传统蚁群算路径规划时,易陷入局部最优、前期路径有效性差等问题,提出了基于改进人工势场局部搜索和改进蚁群算法全局搜索的机器人路径规划算法.在地图环境栅格化基础上,算法首先利用有效障碍物检测和临时中间目标点改进人工势场算法,以优化其死锁和欠优问题,通过改进人工势场优化蚁群算法的初始路径搜索,避免其早期的交叉等问题,同时构建与收敛相关的负反馈通道,调节全局与局部信息素的自适应更新,以平衡算法的收敛速度与全局搜索能力.简单环境与复杂环境的仿真实验结果表明,所提算法具有较好的全局搜索能力,收敛速度和搜索能力优于已有改进蚁群算法,验证了算法的有效性.     

道路网络分层的快速路径诱导算法

路径诱导在现代交通和部队机动过程中具有重要应用,传统路径诱导算法(如Dijkstra算法)具有很高的计算复杂度和搜索空间,所规划路径仅仅是数学意义上的最短路径,很难满足实际道路交通导航诱导要求.为了降低路径诱导算法的搜索空间,同时使得规划的结果更能体现驾驶人员行车偏好,提出一种基于道路网络分层的快速路径诱导算法,在利用道路网络中道路的不同等级特性对路网进行分层处理基础上,通过限制算法搜索区域达到快速路径规划的目的.实验结果表明,该算法解算出导航路径中大部分是由快速路段组成,能很好地满足驾驶人员的选路偏好,路径搜索时间和搜索空间也大大减少.     

一种面向多制式路径规划的网络模型

随着综合交通运输与导航应用技术的发展,综合利用多种交通方式实施路径规划的应用需求日益迫切,传统的单一制式路径规划系统与服务正在向多制式的方向发展.然而,传统的路径规划模型与算法难以直接应用在多制式的条件下.针对多制式路径规划的特点,构建合理的数据模型是解决该问题的基础.为此,提出了制式切换点的概念,并以此为基础建立了包含多制式图集合、顶点属性表和切换点矩阵三个主要部分的多制式网络模型,并在真实的城市道路网数据集上进行了多制式网络构建实验.该工作能够从理论和实践两个方面为多制式路径规划算法的设计提供基础性的技术支持.     

基于改进协同遗传算法的有效载荷系统功能序列规划方法

针对传统回溯算法在求解基于知识模型的有效载荷系统功能序列规划问题中搜索效率低的问题,提出一种基于"择劣变异"(Worst Individual Mutation,WIM)策略的协同遗传算法(Co-evolutionary Genetic Algorithm,CGA)的改进算法WIM-CGA。该算法在遗传过程中采用双路线进化方案,即"择优实施标准遗传过程,择劣实施变异操作",达到提高求解精确度及搜索效率的目的。仿真结果表明,同等测试条件下,当功能规模为50,约束密度为1.0时,WIM-CGA算法在限定时间内最优解的平均精确度比优化的回溯算法提高了54.15%,比CGA算法提高了6.18%,且当所得解的精确度大于90%时,WIM-CGA算法比CGA算法的迭代次数减少了65.79%,耗时降低了48.97%,显著提高了功能序列规划的效率。     

基于优化蚁群算法的装备调拨决策系统研究与设计

将蚁群算法和遗传算法应用于装备调拨决策系统,实现了装备调拨决策信息的生成.同时利用遗传算法对蚁群算法的参数进行了优化,实验证明优化后的蚁群算法在平均路径长度、算法平均执行时间和总执行时间上较传统蚁群算法都有一定程度的改进.     

基于膨胀搜索机理的水下航行器 快速路径规划新算法

针对目前水下航行器路径规划的典型算法中所求最优解质量不高,不能保证得到最短路径的问题,提出了一种基于膨胀搜索机理的水下快速路径规划新算法。该算法通过栅格法进行环境建模,考虑了障碍物、敌对威胁和强湍流的影响,由内而外展开了双循环搜索,能够确保所得路径是全局最优的。仿真结果表明:新算法能够在完全避障、避险的前提下找到起始点和目的点之间的一条最优路径,且相较于传统的A~*算法,所得优化路径长度更短。     

基于几何算法的水下航行器路径规划

在分析水下航行器路径规划影响因素及主要障碍物特点的基础上,提出了一种基于几何算法的水下航行器路径规划算法,并采用该算法对障碍物进行建模和路径规划研究,解决了水下航行器航经多障碍物海区的路径规划问题.最后,通过仿真试验验证了该算法的准确性与可行性.     

基于DCSP的编队武器兼容性约束协调

编队武器兼容性约束协调,是一个典型的求解分布式约束满足问题的过程。针对这一特点,建立了编队武器兼容性约束满足问题模型,提出了一种基于异步回溯的分布式约束满足算法。该算法运用异步回溯获得一个初始可行解,然后以作战效能最优为原则增添新的方案,并进行约束一致性检查,最终得到满意的编队武器运用方案。仿真验证了算法的可行性。     

基于蚁群算法的装备保障路径规划模型

现代战争中装备保障路径规划中路径网络节点多和要优化的制约因素等问题成为装备保障仿真的难点,传统的蚁群算法寻找最优解,往往找不到满意的解。为了提高寻优效率,尽量减少装备保障中待保障装备战斗力恢复等待总时间,对基本蚁群算法进行改进。首先建立装备保障路径规划模型,然后基于基本蚁群算法,重新设计了启发信息的计算方法和信息素的更新函数,对路径节点的选择方法进行改进,最后通过一个具体的装备保障路径规划问题对传统的和改进的算法进行算例分析。计算结果表明,所采用的改进的蚁群算法可以更好地解决装备保障路径规划问题,有效减少待保障装备恢复战斗力之前等待的时间和保障分队经过的总路程。     

基于CPU-GPU混合计算平台的RNA二级结构预测算法并行化研究

RNA二级结构预测是生物信息学领域重要的研究方向,基于最小自由能模型的Zuker算法是目前该领域最典型使用最广泛的算法之一。本文基于CPU GPU的混合计算平台实现了对Zuker算法的并行和加速。根据CPU和GPU计算性能的差异,通过合理的任务分配策略,实现二者之间的并行协作计算和处理单元间的负载平衡;针对CPU和GPU的不同硬件特性,对Zuker算法在CPU和GPU上的实现分别采取了不同的并行优化方法,提高了混合加速系统的计算性能。实验结果表明,CPU处理单元在混合系统中承担了14%以上的计算任务,与传统的多核CPU并行方案相比,采用混合并行加速方法可获得15.93的全局加速比;与最优的单纯GPU加速方案相比,可获得16%的性能提升,并且该混合计算方案可用于对其它生物信息学序列分析应用的并行和加速。     

基于贝叶斯混合博弈的空袭火力资源分配决策模型

从博弈论的角度出发研究空袭火力资源的分配问题,针对空袭编队和防空火力单元攻防对抗过程中存在的不确定性、静态性以及动态性,建立基于贝叶斯混合博弈的空袭对抗火力分配模型。通过构造贝叶斯混合博弈树,采用逆向回溯法分别建立不同的博弈分析模型,利用混合粒子群算法求解那什均衡。仿真结果表明:以博弈论为背景研究空袭作战火力分配问题,符合真实的作战坏境,有效性好,有较高的理论应用价值。     

基于内外子区域划分的高阶精度CFD程序异构并行算法

对计算流体力学(CFD)程序CNS提出一种Offload模式下基于内外子区域划分的异构并行算法，结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格库塔方法的特点，引入ghost网格点区域，设计了一种ghost区域收缩计算策略，显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销，负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠，提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数，分析了负载均衡的条件。在“CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores ×2)＋加速器(Xeon Phi 7120A ×2)”的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升5.9倍，较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能，该算法使用单加速器时加速1.27倍，使用双加速器加速1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

高精度CFD程序的内外子区域划分异构并行算法

对计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)程序CNS提出一种Offload模式下对任务内外子区域划分的异构并行算法,结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格-库塔方法的特点,引入ghost网格点区域,设计了一种ghost区域收缩计算策略,显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销,负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠,提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数,分析了负载均衡的条件。在"CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores×2)+加速器(Xeon Phi 7120A×2)"的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升至5.9倍,较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能,该算法使用单加速器时加速至1.27倍,使用双加速器加速至1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

Prolog 编译器中暂时变量分配方法研究

文中研究对prolog 编译器的暂时变量的分配,介绍了回溯分配法,着重介绍了一种高效的无回溯分配法的实现原理及其优点。     

信号时序逻辑约束下基于终点回溯的高效规划

在信号时序逻辑约束下规划路径是一项具有挑战性的任务,其计算量非常高。提出了一种终点回溯的规划方法,它是一种适用于连续时间系统的抽象化方法。该规划方法分为离线构建阶段和在线规划阶段。离线构建阶段在Transducer理论的指导下,从能够完成任务的合理的终点构造一棵快速随机搜索树,向初始状态空间进行回溯。当采样点足够多时,在线规划阶段使用模型预测控制将机器人驱动到快速随机搜索树的叶子节点。通过所提出的规划方法,避免了环境的有限转移系统与信号时序逻辑对应的自动机乘积引起的状态空间爆炸问题。所提出的方法将在线路径规划所需时间降低到1s以下,充分说明了本方法的有效性。与混合整数线性规划以及贝叶斯优化方法相比较,所提出的终点回溯规划方法在线求解效率更优,且更加易于扩展至多机器人协同工作场景。     

基于查找表的像素处理器新算法

本文在基本的像素处理算法的基础上，提出了一种基于查找表的快速平滑插值算法。该算法不仅运算量小、精度较高，而且易于硬件实现，适合于高速显示处理系统中。     

层次式网络管理系统故障管理子系统研究与实现

计算机网络日益复杂和异构化，迫切需要提高可靠、跨平台的网络管理系统保证网络稳定、高效运行。分析了传统网络管理系统的不足，提出了一层次分布式网络管理系统故障管理算法，并讨论了算法的性能。最后采用ＣＯＲＢＡ，Ｗｅｂ和Ｊａｖａ技术实现了该算法。     

一种改进的红外图像降噪算法与FPGA实现

由于实时目标的红外图像具有信噪比低、边界模糊等问题,在研究红外图像噪声特点的基础上,提出了一种基于动静态检测算法的红外图像降噪算法。通过一种动静态检测算法将图像分成动态图像和静态图像,用改进的自适应维纳滤波算法处理动态图像,用改进的NL-means降噪算法处理静态图像,并用FPGA实现红外图像降噪系统设计。实验表明,红外图像经算法处理后,其PSNR和细节方差-背景方差比(DV/BV)均高于经典降噪算法,算法能有效减少图像噪声,并能很好地保持图像的边界细节信息。