constrained optimization
در نشریات گروه مکانیک-
انحراف به چپ در مسیرهای دوطرفه، از شرایط حساسی است که می تواند سبب برخورد شدید خودروها از روبرو شود. بدلیل تلفات زیاد این تصادفات، ارائه ی سیستم های هوشمند هدایت خودرو در چنین شرایطی ضرورت دارد و مورد توجه نبوده است. مقاله ی حاضر، به طراحی مسیر ایمن و مانورپذیر عدم برخورد با خودروی منحرفی از مسیر روبرو می پردازد. رویکرد اصلی، استفاده از کنترل پیش بین با افق 2 ثانیه و مدل پیش بین خطی است که حول شرایط کاری، تطابق خوبی با رفتار غیرخطی دارد. برای پیش بینی حرکت خودروی مهاجم، رویکردی محافظه کارانه مدنظر است و حرکت تا افق 0/7 ثانیه، با شتاب جانبی بالایی در دو جهت مدل می شود. برای عدم برخورد خودروها، روش نوینی براساس فضاهای اشغالی آینده ی خودروی مهاجم ارائه شده، قیدهای اجتناب از برخورد بسادگی مدل سازی می شوند. هم چنین برای تشخیص جهت مناسب مانور اجتنابی، الگوریتمی نوآورانه ارائه شده که در تقابل دور و نزدیک خودروها، معیارهای مختلفی دارد. مجموعه ی نهایی، با کنترل فرمان پذیری مدل پیش بین، مسیر مرجع ایمن خودرو را با شتاب جانبی مقید تولید می کند. ارزیابی مجموعه ی نهایی با چهار شبیه سازی صورت می گیرد که تقابل دور و نزدیک و شرایط بحرانی انتخاب جهت را مدل می کنند. نتایج، واکنش مناسب الگوریتم را به تغییر جهت های ناگهانی و شدید خودروی مهاجم نشان می دهد.
کلید واژگان: انحراف به چپ، اجتناب از برخورد، طراحی مسیر، کنترل پیش بین، بهینه سازی مقیدDue to the high fatalities of head-on accidents, the design of intelligent systems to prevent such severe collisions is essential. In this study, path planning for head-on collision avoidance with a deviated vehicle from the opposite lane has been investigated. The main approach is based on a model predictive controller with 2 seconds of prediction horizon and a linearized prediction model with low errors near the operational conditions. A conservative method is used for lateral motion prediction of the deviated vehicle and based on that, the collision avoidance constraints of the model predictive planner are simply modeled by a new approach. Moreover, a novel method to choose the proper swerve direction of evasive maneuver is proposed. This method is based on keeping the ego vehicle away from dangerous directions and has different criteria for far and close encounters. The final algorithm is capable to control the steering of the prediction model with a constrained lateral acceleration and calculates safe and maneuverable paths for the aforementioned scenario. Four simulations are conducted to validate the algorithm in far and close encountering, and critical conditions of choosing swerve direction. Results show the robustness of the path planner, even to sudden deviations at close distances and with high lateral accelerations.
Keywords: Head-On Collision Avoidance, Path Planning, Model Predictive Control, Constrained Optimization -
In this study, an attempt is made to minimize the weight of Howe roof and ten member-6 Node trusses, separately. Two constraints, maximum allowable deflection and maximum allowable member stresses have been considered. For the first truss, permissible deflection is not known from the literature; therefore, it is determined using the exhaustive search method. Once magnitudes of the constraints are identified, member cross-sectional areas are varied to get the optimal weight. Both the exhaustive search method and the genetic algorithm have been implemented for this purpose. During the optimization, members tending to form a string may be eliminated from the structure. Doing this, we could further reduce the weights of the trusses and even less than the minimum available in the literature. The second truss is an indeterminate structure, and Maxwell Betti reciprocal theorem is applied to calculate the member forces. Also, further reduction of members is made for this truss, keeping in mind that the truss becomes determinate with the decrease in the member(s).Keywords: Trusses, Constrained optimization, Exhaustive Search, Genetic Algorithm, Maxwell Betti Theorem
-
فرم بسته تعیین موقعیت اهداف هوایی در طرحی جدید از مسئله مقید هندسی بر مبنای اندازه گیری های جهت یابیتعیین موقعیت شامل طیف گسترده ای از کاربردهای نظامی و صنعتی است. در موقعیت یابی، که مبتنی بر اندازه گیری جهت است، موقعیت فرستنده محل تلاقی خطوط جهت یابی فرضی است که از حسگرها به سمت فرستنده گسیل می شوند. در صورت نبود نویز محل برخورد، این خطوط نقطه ای منحصر به فرد خواهد بود. اما در واقعیت نویز موجود سبب عدم قطعیت در اندازه گیری ها و تعیین موقعیت می شود. تاکنون روش های گوناگونی برای موقعیت یابی مبتنی بر اندازه گیری های جهت یابی معرفی شده است. بیشتر این روش ها برمبنای الگوریتم های عددی و بیشترین احتمال وقوع مرسوم برای تخمین بهینه موقعیت هدف مطرح شده اند. این روش ها معادل حداقل کردن مجموع خطاهای اندازه گیری با فرض نویز گاوسی است. هرچند TML تخمینگری دقیق است، اما به دلیل استفاده از الگوریتم عددی تکرارشونده، وقتی نویز اندازه گیری ها بزرگ یا هندسه مسئله نامطلوب باشد، سبب واگرایی الگوریتم می شود. این روش ها به دلیل استفاده از الگوریتم های عددی، فرم بسته ریاضی برای جواب ندارند. علاوه بر این روش ها، فعالیت های محدودی برای حل مسئله و رسیدن به فرم بسته جواب برمبنای خصوصیات هندسی مسئله انجام شده که معروفترین آنها روش استنسفیلد است. این الگوریتم مبتنی بر فرض کوچک بودن نویز گاوسی و دانستن فاصله تقریبی فرستنده از حسگرهاست. در این مقاله برای رسیدن به فرم بسته جواب به خصوصیات هندسی مسئله توجه شده است. با این تفاوت که به کوچک بودن نویز گاوسی و تقریب فاصله فرستنده تا حسگرها نیاز نیست. چون در بیشتر مقالات برای تعیین میزان دقت روش ارائه شده، پاسخ الگوریتم TML به عنوان معیار مقایسه شده، در این مقاله با بررسی چند سناریو نشان داده می شود که الگوریتم ارائه شده علاوه بر ارائه فرم بسته ریاضی جواب خطای RMSE کمتری نسبت به TML دارد.کلید واژگان: مکان یابی، جهت یابی، الگوریتم ماکزیمم شباهت، بهینه سازی مقید، زاویه سمت، زاویه ارتفاعPositioning involves a wide range of military and industrial applications. In a positioning based on directional measurement, the transmitter's position is the intersection of the hypothetical orientation lines that send out the sensors to the transmitter. In the absence of noise, the location of these lines will be unique. But in reality, existing noise causes uncertainty in measurements and positioning. So far, various approaches have been introduced for orientation measurement based positioning. Most of these methods are based on numerical algorithms and the traditional maximum likelihood in order to estimate the optimal target position. These methods are equivalent to minimizing the total measurement errors by assuming Gaussian noise. Although TML is accurate, but due to the use of a recursive numerical algorithm, when the noise measurements are large or the geometry of the problem is undesirable, it causes a divergence of algorithm. Because of the use of numerical algorithms, these methods do not have a mathematical closed form for the answer. In addition to these methods, limited efforts are made to solve the problem and extract the closed form answer based on the geometric properties of the problem, most notably the Stansfield method. This algorithm is based on the assumption that the Gaussian noise is small and that the transmitter's approximate distance from the sensors is known. In this paper, attention is paid to the geometric properties of the problem in order to extract the closed form answer. But the assumption of the small Gaussian noise and the approximate distance between the transmitter and the sensors are not required. In most papers, the response of the TML algorithm as a benchmark has been compared in order to determine the precision of the proposed method. In this paper, it is shown in several scenarios that the proposed algorithm has a lower RMSE error than the TML, in addition to providing a mathematical closed form answer.Keywords: positioning, maximum likelihood algorithm, constrained optimization, azimuth angle, elevation angle
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.