背景提升丨国内科研-虚拟与现实场景下的路径搜索与规划

      控制工程

　　一封专属导师推荐信

　　一封完整的科研报告

　　一次完整的科研经历

　　【控制工程】

　　虚拟与现实场景下的路径搜索与规划

　　1、项目介绍

　　正式科研：1v1线上定制辅导

　　项目收获：科研报告、导师推荐信

　　科研补充包：48课时科研基础课+15课时学术写作基础课

　　2、涉及领域

　　本课题涉及到图论 | 搜索算法 | 启发式函数等方面的知识，适合申请人工

　　智能 | 机器学习 | 自动化 | 控制工程等相关专业的学生

　　3、适合人群

　　有意提高自身知识水平及学术能力的学生

　　有意掌握最前沿科研热点及科研方法的学生

　　有留学意向、跨专业深造的学生

　　4、研究前沿性

　　路径规划和搜索算法，在虚拟世界和现实生活中的应用无处不在，广泛用于视频游戏、自动驾驶导航和机器人等领域。比如，经典游戏《超级玛丽》和《魂斗罗》中的角色行动路线并不是随机的，而是通过专门设计的算法，帮助角色在复杂的关卡中避开障碍，顺利完成任务。同样，在智能小车比赛中，系统需要迅速计算出路线，以确保在复杂环境中的安全导航。在这些场景下，路径规划不仅要求速度快，还要保证路线的性。路径规划的研究不仅对娱乐和竞赛有重要意义，还可以应用于智能交通、智慧物流等更信息化智能化领域。

　　在这些场合中，如何在快速变化的环境中找到安全、有效的路线，是一项很大的挑战。因此，研究高效智能的路径规划算法对于解决这些实际问题有着非常重要的意义。

　　5、研究介绍

　　本项目的研究内容围绕如何在虚拟或真实场景中，进行路径搜索展开，重点探讨在确定起点和终点的情况下，如何在无障碍物的简单环境和存在障碍物的复杂环境中，找到寻找并确定最有路径。研究将采用几种经典的路径搜索方法，包括图论基础、深度优先搜索、广度优先搜索，以及基于启发式函数的搜索方法(如A*算法)。该项目旨在帮助学生全面理解路径规划的核心思想，培养学生的系统思维能力，提升解决实际问题的能力。同时，项目内容还注重逻辑思维的训练，使学生在面对复杂问题时具备制定高效解决方案的能力。通过该项目的学习，学生将不仅具备路径搜索的理论知识，还能将其应用于实际场景，为未来在计算机科学和工程领域的进一步学习打下坚实基础。

　　6、课题要点

　　课题研究方法

　　图论、图搜索方法

　　课题难点学生需要具备逻辑推理能力、抽象建模能力

　　7、1v1定制化辅导参考任务

　　任务一

　　掌握查阅文献和研究方法

　　· 掌握查阅文献和面向文献学习的方法;

　　· 掌握文献管理的方法;

　　· 通过查阅文献，学习该方向的研究热点和方向;

　　· 掌握快速提炼文献重要信息的方法。

　　任务二

　　学习相关基础知识

　　掌握图论及其在路径规划中的应用基础知识。理解有向图和无向图的基本概念，掌握节点与边的定义。学习栅格地图的构建方法，并深入了解其优点和缺点。这一步骤是将抽象的路径规划问题具体化的关键环节。通过对图论和栅格地图的学习，学生将能够将复杂问题转化为可操作的模型，为算法设计提供理论基础。

　　任务三

　　无障碍情况的路径搜索

　　在没有障碍物的环境中，设计并实现路径搜索算法，找到可行路径和路径。这一阶段使学生开始实际操作路径搜索算法，培养对路径搜索实现的初步理解和实践能力，为处理更复杂问题打下基础。

　　任务四

　　选取适当的数据集

　　· 有障碍物情况下的路径搜索;

　　· 在存在障碍物的环境中，寻找可行的路径。在任务三的基础上，引入障碍物处理方法，搜索出避障路径。这一阶段将路径搜索问题引入实际应用场景，考虑现实中常见的障碍物问题，进一步提升学生解决复杂路径问题的能力。

　　任务五

　　路径搜方法进一步改进

　　对已有算法进行性能优化，提升搜索效率和准确性。在任务四的基础上，分析现有方法的不足，进行算法改进和性能优化，形成更高效的路径搜索方案。这一阶段锻炼学生的创新思维和改进能力，帮助学生发现和解决现有方法中的问题，为实际应用提供更优的解决方案。

　　任务六

　　项目收尾

　　· 撰写整体报告;

　　· 准备一次20~30分钟的presentation。

　　(以上任务仅供参考，实际辅导根据定制化要求展开)