罗昭锦 1刘程峰 1贾文宝 1,2单卿 1[ ... ]凌永生 1,2,*
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学核分析技术研究所 南京 211106
2 江苏省高校放射医学协同创新中心 苏州 215031
3 兰州大学核科学与技术学院 兰州 730000
4 苏州冠锐信息科技有限公司 苏州 215008
核辐射场区全覆盖路径规划对于辐射环境下区域作业者的辐射安全有重要意义。本研究基于生物启发神经网络算法,提出一种进行辐射剂量最优控制的全覆盖路径规划算法。首先,利用福岛核电站部分地形以及蒙特卡罗粒子输运程序分别构建模拟核辐射场区的障碍物分布和辐射剂量场,然后,采用Python语言进行算法仿真试验,模拟核辐射场区的每一个栅格定义为一个神经元,建立起生物启发神经网络,将栅格剂量率与神经元活性耦合实现路径规划的辐射剂量最优控制,分别采用单个、4个和8个移动单元进行仿真试验。结果表明:单个移动单元的规划路径在实现100%覆盖率,4%覆盖重复率的同时,能够优先覆盖低剂量区,延后覆盖高剂量区,实现了过程剂量和累积剂量的最优控制。为提高全覆盖的时间效率和获得更低的单体累积剂量,对算法进行多单元协同搜索的改进,结果表明:4单元和8单元仿真的覆盖重复率分别为5.72%和6.29%,1单元、4单元和8单元仿真完成全覆盖时间分别为30 min、9 min和4 min,时间效率成倍提高;最大单体累积剂量分别为4.11×10-3 mSv、1.28×10-3 mSv和0.85×10-3 mSv,也在显著降低。本文提出的算法能实现过程剂量和累积剂量最优控制的全覆盖路径规划,另外算法可以协同规划多单元路径,显著降低单体累积剂量,对辐射环境下区域作业的辐射防护有重要意义。
生物启发神经网络 核辐射场区 覆盖路径规划 多单元协同 剂量控制 Bio-inspired neural network Nuclear radiation field Complete coverage path planning Multi-unit collaboration Dose control 
辐射研究与辐射工艺学报
2024, 42(1): 010601
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学机电学院,江苏 南京 210016
2 中航西安飞机工业集团股份有限公司,陕西 西安 710089
针对批量化零件的自动化高效视觉检测需求,传统的先视点再路径的单独规划方法容易导致检测效率陷入局部最优。为此,本文提出一种视点与路径多目标整体规划方法,将视点和路径规划问题建模为一个组合优化问题进行多目标优化,旨在全局寻求检测效率最优解。该方法基于表面曲率对视点进行自适应冗余采样,构造兼顾质量与多样性的采样视点集。针对视点覆盖率与检测时间成本两个优化目标,提出基于约束的非支配排序遗传算法(C-NSGA-Ⅱ)进行优化,快速得到满足最小覆盖率的全局最优解,从而实现视点与路径的整体规划,最小化检测时间成本。仿真实验结果表明,该方法相比于简化为单目标优化问题的整体规划方法,运算效率提升90%左右;与传统的单独规划方法相比,视觉检测时间成本有效缩短10.52%以上。最后通过机器人视觉检测应用验证了本文方法的有效性与优越性。
视点规划 覆盖路径规划 自动化视觉检测 多目标规划 非支配排序遗传算法 
光学学报
2024, 44(4): 0415001
作者单位
摘要
新疆大学电气工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
针对桥梁激光扫描巡检覆盖路径规划问题,提出基于点云切片的大型桥梁检查覆盖路径规划通用模型,这为多无人机系统桥梁覆盖路径规划提供了新的思路。首先,在点云切片的建模方法中增加补充视点,用于解决点云切片模型覆盖不完全的问题,将凸包集和补充视点转化为三维空间弧集,以弧为最小优化对象,解决大型建筑遍历搜索空间庞大的问题;其次,结合SC-CBBA (split and combine-consensus based bundle algorithm)和CRSOM (clustering characteristic of cluster growing ring self-organizing map)算法,实现多无人机任务的分配以及检查路径的弧序列规划;最后,通过仿真验证了该方法可以有效解决桥梁覆盖路径规划问题。
传感器 覆盖路径规划 激光扫描 弧规划 CRSOM SC-CBBA 任务分配 
激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0828003

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