仿人形象思維三維管道路徑規(guī)劃方法.pdf

1、三維管道路徑規(guī)劃問(wèn)題與是三維歐氏最短距離問(wèn)題和機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題，在很大程度上依賴人的經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)，并伴隨大量的人機(jī)交互過(guò)程。
　　 通過(guò)對(duì)人的形象思維的模擬，本文首先提出了一種改進(jìn)了的可見(jiàn)圖方法，以解決三維工作空間中具有凸多面體障物礙的歐氏最短路徑問(wèn)題。改進(jìn)的可見(jiàn)圖方法是基于對(duì)人的智能行為模式的模擬，通過(guò)增加新的規(guī)則，從二維空間拓展到三維空間中，從而僅生成較可能成為最短路徑的候選頂點(diǎn)序列和棱序列，進(jìn)而通過(guò)局部?jī)?yōu)化算法在每條棱序列

2、上得到局部最優(yōu)路徑，并從中選取全局最短路徑。與傳統(tǒng)可見(jiàn)圖方法不同，本方法增加的規(guī)則將三維棱序列生成問(wèn)題的兩大問(wèn)題解耦了。這兩大問(wèn)題分別是：確定最短路徑可能經(jīng)過(guò)的棱序列和確定最短路徑經(jīng)過(guò)的棱序列上的每根棱的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
　　 其次，本文提出了一種偽三維管道路徑規(guī)劃方法，該算法通過(guò)將三維空間在二維曲面上投影，并對(duì)布管空間依據(jù)機(jī)匣面分層劃分，將三維管道路徑規(guī)劃問(wèn)題簡(jiǎn)化成分層排布的二維曲面凸包繞障管道路徑規(guī)劃問(wèn)題。該方法的應(yīng)用效果通過(guò)無(wú)障礙

3、布管仿真和有障礙布管仿真予以了驗(yàn)證。
　　 再次，本文提出了基于改進(jìn)的可見(jiàn)圖方法的三維管道路徑規(guī)劃方法，該方法模擬了人在管道排布過(guò)程中的智能行為。與偽三維管道路徑規(guī)劃方法一樣，該方法首先將各種約束條件(物理約束和虛擬約束)統(tǒng)一用可行工作空間進(jìn)行表示，從而用圖形的方式模擬了人的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，用以識(shí)別管道排布的整體規(guī)劃要求和全局信息。該方法進(jìn)而應(yīng)用了改進(jìn)的可見(jiàn)圖方法。在滿足約束條件的可行工作空間中規(guī)劃出每條管道的最短路徑。該方法應(yīng)用于

4、一個(gè)近似真實(shí)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)UG模型，得到了令人滿意的仿真結(jié)果，體現(xiàn)了該方法的可行性和高效性，進(jìn)而證明了模仿人的形象思維和智能行為在解決工程問(wèn)題中的作用和意義。
　　 最后，本文還提出了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)管道設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。該平臺(tái)架構(gòu)可以全面考慮管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的各種因素，并實(shí)現(xiàn)建模、設(shè)計(jì)、分析及其數(shù)據(jù)交互一體化。該平臺(tái)架構(gòu)主要由管道設(shè)計(jì)模塊和管道仿真模塊組成。其中管道設(shè)計(jì)模塊集成了前文提出的偽三維管道路徑規(guī)劃方法和基于改進(jìn)可見(jiàn)圖的三