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面向建筑群巡检的无人机覆盖路径规划策略研究 认领 引用 被引量：1
1
作者 郑建校 谭吉祥 +2 位作者 陈刚 张雨 黄子健 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期141-157,共17页
针对建筑群场景下无人机智能化巡检中覆盖约束下的观察点精简与路径质量优化问题,提出了一种基于密度自适应聚类与分层能耗优化的两阶段规划策略。首先,在观察点生成阶段,以建筑群的三角网格模型为基础,提出了一种密度自适应聚类(DAC)... 针对建筑群场景下无人机智能化巡检中覆盖约束下的观察点精简与路径质量优化问题,提出了一种基于密度自适应聚类与分层能耗优化的两阶段规划策略。首先,在观察点生成阶段,以建筑群的三角网格模型为基础,提出了一种密度自适应聚类(DAC)算法并结合基于Pareto前沿的包含视点数量、覆盖冗余以及观测质量的多目标全局优化策略,实现了观察点的高效生成;其次,在路径规划阶段,构建了综合考虑路径长度、转向角度及升降高度的多因素目标函数,并提出一种基于分层能耗模型的改进LKH算法(S-LKH)求解观察点的最优遍历顺序。为了验证所提算法的优越性,仿真实验在两种不同规模的建筑模型上开展,其结果表明:相较于体素膨胀与随机键遗传算法、两阶段优化方法和模糊聚类法,所提方法在来福士建筑群模型上视点数相较于体素膨胀与随机键遗传算法、两阶段优化方法和模糊聚类法分别减少45.10%、14.07%和27.78%;其S-LKH算法求解的目标函数值相较于LKH算法、可变策略强化算法、灰狼差分进化混合算法、多策略融合的差分进化算法和球面向量粒子群算法分别下降14.70%、6.86%、15.30%、20.89%和13.82%,路径上的最大转向角度和最大升降高度最高分别下降11.68%和52.84%,平均转向角度和平均升降高度最高分别下降10.08%和22.82%。最后,通过模拟与实地飞行验证,进一步证明了该方法的有效性与工程可行性。 展开更多
关键词 覆盖路径规划策略 无人机 密度自适应聚类 分层能耗模型 LKH算法
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面向景区安全的风险评估与无人机三维巡检路径规划 认领 引用 被引量：1
2
作者 邬岚 张小奕 +2 位作者 陈永鑫 陈茜 陈文栋 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2025年第12期4799-4807,共9页
针对复杂地形的大型景区安全事故预警问题,设计了一种多风险加权评估法与LKH(Lin-Kernighan-Helsgaun)算法相结合的无人机三维巡检路径规划的策略。首先,栅格化研究区域,综合考虑地形、人流量等事故风险因素,采用熵权法得到景区事故风... 针对复杂地形的大型景区安全事故预警问题,设计了一种多风险加权评估法与LKH(Lin-Kernighan-Helsgaun)算法相结合的无人机三维巡检路径规划的策略。首先,栅格化研究区域,综合考虑地形、人流量等事故风险因素,采用熵权法得到景区事故风险程度图。然后,选取高风险区域作为巡检节点,建立以无人机巡检总能耗最小为目标,包含最小步长、最大偏转角等多约束条件的无人机巡检路径规划模型,通过LKH算法进行求解,并优化不满足约束的路径。最后,以南京市钟山风景区为实例,经过风险评估得到25个高风险区域,规划出总长度为8620.66 m、最优能耗为33895.55 J的无人机巡检路径。结果表明,该策略生成路径的能耗更低,且LKH算法在运算时间与稳定性方面均优于蚁群算法、遗传算法和灰狼优化算法,使景区的安全管理更加高效和智能化。 展开更多
关键词 安全系统学 景区巡检 风险评估 无人机路径规划 LKH算法
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考虑车辆绕行的低碳校车路径优化模型 认领 引用 被引量：11
3
作者 赵星 储文豪 +2 位作者 任刚 申珂 孙金鑫 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期192-199,共8页
为了合理规划校车路径以降低碳排放,建立以考虑行驶距离和载重的碳排放最小化为优化目标,及以车辆绕行和容量为约束的低碳校车路径优化模型(GCSBRPTW).针对绕行问题,引入绕行因子并转化为单侧时间窗约束;设计了一种基于Lin-Kernighan he... 为了合理规划校车路径以降低碳排放,建立以考虑行驶距离和载重的碳排放最小化为优化目标,及以车辆绕行和容量为约束的低碳校车路径优化模型(GCSBRPTW).针对绕行问题,引入绕行因子并转化为单侧时间窗约束;设计了一种基于Lin-Kernighan heuristic(LKH)算法和莱维飞行算子的改进蚁群算法(LKH-Levy-ACO)对模型进行求解,其中LKH算法和莱维算子分别用于提高算法寻优效率和全局搜索能力.最后利用泰兴市工业园区班车线路规划实例求解,展开绕行因子取值对比、GCSBRPTW与传统校车路径模型对比、LKH-Levy-ACO与传统蚁群算法等4种算法对比实验.结果显示,绕行因子取值越小,最优解越差,GCSBRPTW比传统校车路径模型降低了约0.70%的碳排放,且LKH-Levy-ACO算法比传统蚁群算法降低了6.19%的碳排放,证明了模型的实用性和算法的有效性. 展开更多
关键词 交通工程 校车路径问题 碳排放 改进蚁群算法 LKH算法 莱维飞行
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一种多车辆协同多植保无人机作业路径规划方法 认领 引用 被引量：4
4
作者 徐金华 汪飞 +1 位作者 韩飞 李岩 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期296-304,共9页
在植保作业中多车辆协同多无人机能突破续航等限制,可大幅提高作业效率.针对多车辆-多植保无人机作业路径规划求解难度大等问题,建立一种多车辆协同多植保无人机路径优化模型,并以无人机最大作业时间最小化为优化目标.同时,提出改进的si... 在植保作业中多车辆协同多无人机能突破续航等限制,可大幅提高作业效率.针对多车辆-多植保无人机作业路径规划求解难度大等问题,建立一种多车辆协同多植保无人机路径优化模型,并以无人机最大作业时间最小化为优化目标.同时,提出改进的simulated annealing‐Lin Kernighan Helsgaun(SA-LKH)算法求解该模型.所提算法融合K-均值聚类法和凸包插入法生成初始解,利用LKH算法优化每组无人机和车辆路径.此外,构建有向扰动算子,通过扰动每次迭代过程中作业时间最大和最小的路径来实现算法的快速收敛.5种不同规模算例的结果表明,所提算法在求解质量和效率上均优于对比算法. 展开更多
关键词 车辆无人机协同 多无人机路径规划 车辆路径规划 改进模拟退火算法 LKH算法
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WRSN的最短路径规划和最优电池容量研究 认领 引用
5
作者 张胜利 张浩浩 +1 位作者 赵伟 夏欣 《高等数学研究》 2022年第2期68-72,共5页
针对单个移动充电器自身耗能最短路径规划问题,采用基于改良圈修正初解的遗传算法进行求解,同时利用LKH算法进行检验得到一致的结果,最终得出的路径最小值为11483.24m.在此基础上,对于最小电池容量的问题,创新性地提出了条件大规模传感... 针对单个移动充电器自身耗能最短路径规划问题,采用基于改良圈修正初解的遗传算法进行求解,同时利用LKH算法进行检验得到一致的结果,最终得出的路径最小值为11483.24m.在此基础上,对于最小电池容量的问题,创新性地提出了条件大规模传感器电池容量和中小型传感器电池下的时变模型,并给出其中下满足不同周期的最小电池容量方案. 展开更多
关键词 遗传算法 LKH算法 时变模型
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一种基于混沌神经网络的安全组播通信方法 认领 引用 被引量：1
6
作者 钟超林 李国刚 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期635-640,共6页
提出一种组播通信安全加密方案.混沌神经网络复杂的非线性动力学特性主要包括序列轨迹的无法预测性和混沌吸引子分类的不规则性.组密钥管理协议LKH优势在于密钥更新快和更新代价小,适合大型组播通信环境.该方案是把混沌神经网络和组密... 提出一种组播通信安全加密方案.混沌神经网络复杂的非线性动力学特性主要包括序列轨迹的无法预测性和混沌吸引子分类的不规则性.组密钥管理协议LKH优势在于密钥更新快和更新代价小,适合大型组播通信环境.该方案是把混沌神经网络和组密钥管理协议的优势相融合应用在安全组播通信中.理论分析表明该方案具有良好的随机性、复杂度、速度快等密码学特点.在Altera DE2FPGA硬件平台上进行算法设计与仿真,仿真结果表明该算法只占用约5%左右的硬件资源,时钟可达50 MHz,能够满足安全组播通信的要求. 展开更多
关键词 组播通信 混沌神经网络 LKH 非对称加密算法
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