虚拟维修过程中路径规划优化研究
发布时间：2022-08-10 11:14
加入虚拟人的民航虚拟维修训练系统能够直观展示各类维修操作及流程,为机务维修人员提供高效可靠的维修训练。而虚拟人在维修环境中的路径规划问题作为虚拟维修过程中的重要环节,是提高维修训练效果的关键之一。为此,本文提出应用于虚拟维修过程的路径规划算法,对虚拟人移动及虚拟手臂运动的路径进行规划。该算法提高了路径搜索效率并改善了规划后的路径效果。论文主要工作如下:首先,简述虚拟环境路径规划所解决的三个问题:环境建模,路径搜索及路径平滑,对常用的环境建模方法和路径规划算法进行概述,分析总结了各方法适用场景及优缺点,结合民航虚拟维修环境特点,选用栅格法进行路径规划环境建模。其次,提出一种双向A*与改进人工势场法相结合的路径规划算法,对虚拟人在维修环境中的移动路径进行规划。该算法通过双向A*算法和设定子目标点对虚拟人的移动过程进行全局路径规划,并运用改进人工势场法进行局部规划和路径平滑,解决了虚拟人动态避障及路径节点多的问题。通过设定产生斥力势场的障碍物范围,解决了虚拟人易陷入局部最优解和障碍物附近目标位置不易到达的问题。再次,提出一种启发式Bi-RRT规划算...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要内容和结构
第二章 民航虚拟维修环境中的路径规划研究
2.1 虚拟环境路径规划问题
2.2 民航虚拟维修环境建模研究
2.2.1 民航虚拟维修环境分析
2.2.2 虚拟环境建模方法
2.3 路径规划算法研究
2.3.1 全局路径规划算法
2.3.2 局部路径规划算法
2.4 本章小结
第三章 虚拟维修人员移动路径规划
3.1 民航维修人员移动路径分析
3.2 虚拟维修环境建模
3.2.1 虚拟维修场景分析
3.2.2 环境模型建立
3.3 基于双向A~*与改进人工势场算法相结合的路径规划
3.3.1 双向A~*算法路径规划
3.3.2 改进人工势场法局部规划
3.4 实验仿真
3.5 本章小结
第四章 虚拟维修人员手臂运动路径规划
4.1 虚拟维修操作过程
4.2 虚拟人手臂运动模型
4.2.1 D-H模型
4.2.2 虚拟人手臂运动结构
4.2.3 虚拟人手臂运动空间表示
4.3 基于启发式Bi-RRT算法的运动路径规划研究
4.3.1 RRT算法基本原理
4.3.2 RRT算法优化研究
4.3.3 启发式Bi-RRT路径规划算法
4.4 虚拟人手臂运动路径优化
4.5 实验仿真
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟人手臂操控规划路径优化算法研究[J]. 彭飞,朱晓军,朱志洁,闫富玉. 海军工程大学学报. 2015(06)
[2]虚拟维修系统关键技术研究[J]. 王晓星,韩燮,杨晓文,况立群. 科学技术与工程. 2015(17)
[3]虚拟维修技术在民航中的应用初探[J]. 杨徐晗,徐国标. 四川兵工学报. 2015(05)
[4]基于高程—四叉树模型和改进蚁群算法的路径规划[J]. 李建军,高振军,侯风华. 信息工程大学学报. 2014(06)
[5]虚拟人手臂无碰撞运动规划[J]. 梁科山,曹玉君,唐力. 华中科技大学学报(自然科学版). 2012(S2)
[6]虚拟维修仿真技术的研究与进展[J]. 王文举,李光耀. 系统仿真学报. 2011(09)
[7]基于可视图的移动机器人路径规划[J]. 许斯军,曹奇英. 计算机应用与软件. 2011(03)
[8]虚拟维修技术研究与应用[J]. 周栋,霍琳,王美慧,毛德耀. 北京航空航天大学学报. 2011(02)
[9]基于约束通道的船舶装配拆卸双向RRT路径规划[J]. 彭飞,赵耀. 中国造船. 2010(04)
[10]移动机器人路径规划中的图方法应用综述[J]. 成伟明,唐振民,赵春霞,刘华军. 工程图学学报. 2008(04)
博士论文
[1]虚拟人运动规划与运动合成关键技术研究[D]. 王维.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]VANET中基于权重分簇的路由协议与动态路径规划方法研究[D]. 李彤.东华大学 2016
[2]虚拟现实场景中的路径规划技术研究[D]. 杨鑫磊.哈尔滨工程大学 2016
[3]基于维修任务的排故过程仿真方法研究[D]. 周洲.中国民航大学 2014
[4]虚拟人避障运动规划与装配操作动作库研究[D]. 杨宇盟.华中科技大学 2014
[5]基于RRTConnect算法的双履带起重机路径规划研究[D]. 刘园园.大连理工大学 2012
[6]基于虚拟现实技术的路径规划方法研究及应用[D]. 滕飞.东北石油大学 2011
[7]军用无人车的路径规划与仿真研究[D]. 王曦鸣.北京交通大学 2010
[8]虚拟人步行运动模拟与三维场景中路径规划的研究与实现[D]. 张寒晖.厦门大学 2009
[9]虚拟人全局路径规划技术研究[D]. 魏宁.江苏大学 2007
[10]基于虚拟场景的路径规划技术研究及应用[D]. 张婷.大庆石油学院 2007
本文编号：3673535
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要内容和结构
第二章 民航虚拟维修环境中的路径规划研究
2.1 虚拟环境路径规划问题
2.2 民航虚拟维修环境建模研究
2.2.1 民航虚拟维修环境分析
2.2.2 虚拟环境建模方法
2.3 路径规划算法研究
2.3.1 全局路径规划算法
2.3.2 局部路径规划算法
2.4 本章小结
第三章 虚拟维修人员移动路径规划
3.1 民航维修人员移动路径分析
3.2 虚拟维修环境建模
3.2.1 虚拟维修场景分析
3.2.2 环境模型建立
3.3 基于双向A~*与改进人工势场算法相结合的路径规划
3.3.1 双向A~*算法路径规划
3.3.2 改进人工势场法局部规划
3.4 实验仿真
3.5 本章小结
第四章 虚拟维修人员手臂运动路径规划
4.1 虚拟维修操作过程
4.2 虚拟人手臂运动模型
4.2.1 D-H模型
4.2.2 虚拟人手臂运动结构
4.2.3 虚拟人手臂运动空间表示
4.3 基于启发式Bi-RRT算法的运动路径规划研究
4.3.1 RRT算法基本原理
4.3.2 RRT算法优化研究
4.3.3 启发式Bi-RRT路径规划算法
4.4 虚拟人手臂运动路径优化
4.5 实验仿真
4.6 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟人手臂操控规划路径优化算法研究[J]. 彭飞,朱晓军,朱志洁,闫富玉. 海军工程大学学报. 2015(06)
[2]虚拟维修系统关键技术研究[J]. 王晓星,韩燮,杨晓文,况立群. 科学技术与工程. 2015(17)
[3]虚拟维修技术在民航中的应用初探[J]. 杨徐晗,徐国标. 四川兵工学报. 2015(05)
[4]基于高程—四叉树模型和改进蚁群算法的路径规划[J]. 李建军,高振军,侯风华. 信息工程大学学报. 2014(06)
[5]虚拟人手臂无碰撞运动规划[J]. 梁科山,曹玉君,唐力. 华中科技大学学报(自然科学版). 2012(S2)
[6]虚拟维修仿真技术的研究与进展[J]. 王文举,李光耀. 系统仿真学报. 2011(09)
[7]基于可视图的移动机器人路径规划[J]. 许斯军,曹奇英. 计算机应用与软件. 2011(03)
[8]虚拟维修技术研究与应用[J]. 周栋,霍琳,王美慧,毛德耀. 北京航空航天大学学报. 2011(02)
[9]基于约束通道的船舶装配拆卸双向RRT路径规划[J]. 彭飞,赵耀. 中国造船. 2010(04)
[10]移动机器人路径规划中的图方法应用综述[J]. 成伟明,唐振民,赵春霞,刘华军. 工程图学学报. 2008(04)
博士论文
[1]虚拟人运动规划与运动合成关键技术研究[D]. 王维.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]VANET中基于权重分簇的路由协议与动态路径规划方法研究[D]. 李彤.东华大学 2016
[2]虚拟现实场景中的路径规划技术研究[D]. 杨鑫磊.哈尔滨工程大学 2016
[3]基于维修任务的排故过程仿真方法研究[D]. 周洲.中国民航大学 2014
[4]虚拟人避障运动规划与装配操作动作库研究[D]. 杨宇盟.华中科技大学 2014
[5]基于RRTConnect算法的双履带起重机路径规划研究[D]. 刘园园.大连理工大学 2012
[6]基于虚拟现实技术的路径规划方法研究及应用[D]. 滕飞.东北石油大学 2011
[7]军用无人车的路径规划与仿真研究[D]. 王曦鸣.北京交通大学 2010
[8]虚拟人步行运动模拟与三维场景中路径规划的研究与实现[D]. 张寒晖.厦门大学 2009
[9]虚拟人全局路径规划技术研究[D]. 魏宁.江苏大学 2007
[10]基于虚拟场景的路径规划技术研究及应用[D]. 张婷.大庆石油学院 2007
本文编号：3673535
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