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ISSN 1000-1239 CN 11-1777/TP

当期目录

2007年 第44卷 第5期    出版日期:2007-05-15
论文
XACML Admin中的策略预处理研究
李晓峰, 冯登国, 何永忠,
2007, 44(5):  729-736. 
摘要 ( 388 )   HTML ( 0)   PDF (477KB) ( 438 )  
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根据XACML Admin中访问策略和管理策略混合的特点,提出了一个在PDP中将策略树分割为访问策略树和管理策略树来提高在线判定性能的匹配方案.在此基础上,根据委托的逻辑含义,通过构造委托图,去除管理策略树和访问策略树中的无效节点,从而使在线判定时不考虑引起拒绝服务攻击的无效策略.同时根据目前XACML Admin中模式定义的缺陷,提出了一种改进的模式定义,此模式定义使Delegates能够与XACML核心规范中Subjects,Resources等元素的处理规则保持一致,并能够更加有效地定义管理策略.以上这些方式能够有效地改善在线判定性能和阻止针对请求判定过程的拒绝服务攻击.
XSSRA/ADL:一种基于XML的安全需求体系结构描述语言
谭 良, 周明天,
2007, 44(5):  737-747. 
摘要 ( 405 )   HTML ( 2)   PDF (578KB) ( 489 )  
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在开发基于Internet的大型复杂软件系统时,应该在体系结构层次上考虑业务需求和安全需求,而安全需求的体系结构描述语言(SRADL)是研究和应用安全需求体系结构的基础.传统的体系结构描述语言没有专门针对安全需求的构件、连接件和体系结构风格的描述,因此,在体系结构层次上描述安全需求还比较困难.提出了一种基于XML的安全需求体系结构描述语言——XSSRA/ADL,它引入了安全构件、半安全构件、安全连接件、半安全连接件等设计单元,不仅能够描述安全需求的体系结构,而且也较好地解决了软件系统中业务需求与安全需求在高层的交互和依赖关系.另外,XSSRA/ADL采用数据互操作标准XML作为元语言,这使得它具有与其他ADL的互操作性,并便于支持系统的精化和演化.
一种具有权限特性的群签名方案
钟 军 何大可
2007, 44(5):  748-755. 
摘要 ( 369 )   HTML ( 2)   PDF (483KB) ( 576 )  
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群签名在电子商务与电子政务领域有着广泛的应用.自从1991年第1个群签名方案被提出以来,在过去的15年里,密码学界的研究者们又提出了许多群签名方案.这些方案中有针对群签名方案本身的研究,即提出不同的假设,并在此基础上构建群签名方案;有针对群签名的安全性标准化的研究;还有将群签名同盲签名、前向安全性签名结合在一起构建群盲签名、具有前向安全性的群签名的研究.但到目前为止,没有一篇文章是关于可证明安全性的具有权限特性的群签名方案.在BMW方案的基础上构建了具有权限特性的群签名方案:在BMW方案中加入了权限生成算法,虽然实例生成速度降低,但为群签名方案添加了权限特性;并且,对定理2的证明比BMW方案更加简洁.
一种基于等价标记的网页信息隐藏算法
孙星明 黄华军 王保卫 孙 光 黄俊伟
2007, 44(5):  756-760. 
摘要 ( 402 )   HTML ( 0)   PDF (302KB) ( 730 )  
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针对现有网页信息隐藏技术存在的隐蔽性、抗机器过滤能力较差的缺点,改进了基于属性对顺序的网页信息隐藏技术隐藏信息量较少的缺陷,提出了一种基于等价标记的网页信息隐藏算法.该算法将待隐藏的秘密信息M转变为一个大整数N,按照嵌入规则,采用等价标记置换原标记的方法将大整数N隐藏在网页中.实验结果和分析表明,该算法没有增加网页文件的长度,能够隐藏较大的秘密信息,且具有较高的隐蔽性和安全性,可以应用于网页内容保护和隐秘通信.
信息泄露防御模型在企业内网安全中的应用
赵 勇, 刘吉强, 韩 臻, 沈昌祥,
2007, 44(5):  761-767. 
摘要 ( 391 )   HTML ( 0)   PDF (361KB) ( 724 )  
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在企业内网终端上都存在一些不允许被泄漏到企业应用环境之外的敏感信息.但是目前还没有一个合理的解决方案,能够做到既不降低系统的可用性,又能保护这些敏感信息的机密性.针对上述现实,提出了一个基于密码隔离的防信息泄漏的内网安全模型.该模型利用访问控制和密码手段,合理控制了用户的行为,从而不会发生敏感信息被有意或无意地泄漏出去的事故.此外,为了达到上述密码隔离的目的,又提出了一个密钥管理方案,结合现有对称加密算法,首次实现了一人加密,指定多人解密的功能,具有一定价值.
同时多微线程体系结构研究
李祖松, 许先超, 胡伟武, 唐志敏,
2007, 44(5):  768-774. 
摘要 ( 436 )   HTML ( 0)   PDF (352KB) ( 491 )  
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随着生产工艺的提高,芯片上能集成越来越多的晶体管,多线程技术也逐步成为一种主流的处理器体系结构技术.提出一种融合同时多线程技术和微线程技术的新型体系结构同时多微线程(simultaneous multi-microthreading,SMMT),并给出同时多微线程体系结构的实现方案. SMMT有效结合同时多线程技术硬件代价小和微线程技术能够加速单进程应用的优点,通过软硬件协同的方式充分挖掘单进程程序的微线程级并行性.通过在设计的龙芯2号同时多微线程处理器上进行性能评测,结果表明,同时多微线程体系结构能够有效地加速单进程的程序,以很小的硬件代价显著地提高了处理器的性能.
基于超窄数据的低功耗数据Cache方案
马志强 季振洲 胡铭曾
2007, 44(5):  775-781. 
摘要 ( 352 )   HTML ( 1)   PDF (466KB) ( 450 )  
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降低耗电量已经成为当前最重要的设计问题之一.现代微处理器多采用片上Cache来弥合主存储器与中央处理器(CPU)之间的巨大速度差异,但Cache也成为处理器功耗的主要来源,设计低功耗的Cache存储体变得越来越重要.仅需要很少的几位就可以存储的超窄数据(VNV)在Cache的存储和访问中都占有很大的比例.据此,提出了一种基于超窄数据的低功耗Cache结构(VNVC).在VNVC中,数据存储体被分为低位存储体和高位存储体两部分.在标志位控制下,用来存放超窄数据的高存储单元将被关闭,以节省其动态和静态功耗. VNVC仅通过改进存储体来获得低功耗,不需要额外的辅助硬件,并且不影响原有Cache的性能,所以适合于各种Cache组织结构.采用12个Spec2000测试程序的仿真结果表明,4位宽度的超窄数据可以获得最大的节省率,平均可节省动态功耗29.85%、静态功耗29.94%.
一种基于龙芯CPU的结构级功耗评估新方法
黄 琨, 章隆兵, 胡伟武, 张 戈,
2007, 44(5):  782-789. 
摘要 ( 537 )   HTML ( 1)   PDF (413KB) ( 512 )  
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如何有效地利用处理器消耗的能量而得到尽可能高的性能成为了目前体系结构研究的热点,在研究中,结构级的功耗评估工具无疑具有重要的作用.在现有的结构级功耗模拟器中,往往只考虑了动态电路以及全定制实现方法下的功耗刻画,而忽略了以静态电路和标准单元设计为主的ASIC设计方法对处理器功耗带来的影响.由此,结合一款高性能、低功耗通用处理器——龙芯2号的具体实现,对其设计特点和功耗特性进行分析,实现了以龙芯2号处理器为基本研究对象的结构级功耗评估方法.该评估方法充分考虑了CMOS静态电路的结构级功耗刻画方法,因此更加适合目前以ASIC设计方法为主的高性能处理器结构的功耗评估.该结构级功耗评估方法与RTL级的功耗评估方法相比,具有速度快和灵活性好的优点.在2.4GHz的Intel Xeon上,该功耗评估方法的速度约为300K/s,是RTL级的评估方法的5000倍,而且误差很小.
一般设施定位问题计算复杂度和近似算法研究
潘 锐 朱大铭 马绍汉
2007, 44(5):  790-797. 
摘要 ( 463 )   HTML ( 1)   PDF (486KB) ( 567 )  
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设施定位问题即UFL问题是NP-hard的组合优化问题,是聚类问题领域的热点问题之一,在数据挖掘和分类识别方面有着重要应用.多年来其近似算法研究一直是计算机科学工作者关注的焦点,然而现有研究结果大多关于Metric空间,一般距离空间中该问题结果始终未见.针对最大连接费用至多是最小连接费用ω>1倍的一般距离空间中设施定位问题,简称一般设施定位问题,借助集合覆盖问题,利用问题归约方法证明其不存在近似性能比小于1.243+0.316ln(ω-1)的多项式时间近似算法,除非NPDTIME(n\+{O(log log n)});设计了一般设施定位问题的局部搜索算法,证明算法近似性能比是(1+ω)/α,ω>1,1≤α≤2. 仿真实验表明,一般设施定位问题局部搜索算法的求解质量极高;通过实验进一步研究了该算法并给出了改进方法.
容错的分布式系统通用死锁模型检测解除算法
程 欣, 刘宏伟, 董 剑, 杨孝宗,
2007, 44(5):  798-805. 
摘要 ( 480 )   HTML ( 0)   PDF (451KB) ( 508 )  
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分布式系统技术为采用低成本购建高性能系统提供了有效的途径,但是由于资源的分配与需求可能产生冲突,造成系统中发生死锁,导致系统运行陷入停滞.在不可靠的分布式系统中,故障会干扰正常的死锁检测,但现有的死锁检测算法不具有容错功能.对失效形式进行了归类,提出一个容错的死锁检测解除算法.算法建立在通用的AND-OR 模型基础上,采用扩散计算和集中规约方式,不仅能够检测到死锁,而且能给出死锁环的全部成员.若死锁拓扑处于静态且为环状,算法的消息复杂度的上限为e+n-1,时间复杂度为d,其中e为死锁等待图中边的个数,n和d为构成死锁环的节点的个数,分析表明算法性能等于或优于同类算法.
多Agent系统中软构件的动态绑定机制及其操作语义
常志明 毛新军 王 戟 齐治昌
2007, 44(5):  806-814. 
摘要 ( 340 )   HTML ( 0)   PDF (539KB) ( 439 )  
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近年来,越来越多的以计算机网络为平台的应用系统表现出自主性、动态性、开放性和异构性的特点,这使得软件开发理论和技术需要从软件体系结构的角度对这类系统的开发提供支持.面向Agent的软件开发技术提供了高层和自然的抽象方式对软件系统进行分析和设计,但现有面向Agent的方法学将Agent Class或者Agent Type视为多Agent系统软件体系结构的软构件,与Agent之间的关系仅仅是实例化的关系,这难以满足复杂系统对动态性的需求.从软件体系结构的角度上分析了多Agent系统中软构件的形式和机制,将Caste作为软构件,并以此为基础提出了Caste与Agent之间的动态绑定关系,定义了支持该机制的4个基本操作:join,quit,activate和inactivate及其操作语义,用以来指导多Agent系统软件体系结构的设计和实现.
多Agent系统中软构件的动态绑定机制及其操作语义
常志明 毛新军 王 戟 齐治昌
2007, 44(5):  806-814. 
摘要 ( 222 )   HTML ( 0)   PDF (539KB) ( 406 )  
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近年来,越来越多的以计算机网络为平台的应用系统表现出自主性、动态性、开放性和异构性的特点,这使得软件开发理论和技术需要从软件体系结构的角度对这类系统的开发提供支持.面向Agent的软件开发技术提供了高层和自然的抽象方式对软件系统进行分析和设计,但现有面向Agent的方法学将Agent Class或者Agent Type视为多Agent系统软件体系结构的软构件,与Agent之间的关系仅仅是实例化的关系,这难以满足复杂系统对动态性的需求.从软件体系结构的角度上分析了多Agent系统中软构件的形式和机制,将Caste作为软构件,并以此为基础提出了Caste与Agent之间的动态绑定关系,定义了支持该机制的4个基本操作:join,quit,activate和inactivate及其操作语义,用以来指导多Agent系统软件体系结构的设计和实现.
面向普适计算的服务构件动态部署问题及算法
唐 磊, 廖 渊, 李明树, 淮晓永,
2007, 44(5):  815-822. 
摘要 ( 328 )   HTML ( 1)   PDF (438KB) ( 487 )  
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有限的资源是嵌入式应用的一个局限性,因此越来越多的嵌入式设备联网,通过共享资源为用户提供灵活的服务以适应普适计算的要求.以构件化嵌入式操作系统Liquid为背景,研究普适计算环境下多个服务构件动态部署问题,合理分配利用资源,克服单个嵌入式设备的资源局限性.首先对部署问题进行描述,然后给出服务构件动态部署的基本算法和启发式算法,并对启发式算法优化,最后通过算法模拟及数据分析算法的性能.虽然在Liquid系统上进行模拟实现,但算法具有通用性,启发式算法的效率分析表明,它适合设备或者服务构件数目较多的普适计算环境,在部署服务构件的同时提高服务准入成功率和资源的利用率.
VPGE:一个LALR(1)分析器的可视化生成和断点调试系统
李 虎 金茂忠 许 福
2007, 44(5):  823-828. 
摘要 ( 1208 )   HTML ( 3)   PDF (413KB) ( 580 )  
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LALR(1)分析程序生成系统在编译器构造领域以外被许多普通软件开发者学习和使用.为帮助用户理解LALR(1)分析器方法,编写出正确、完整、无语法分析冲突的文法规范,严格定义了使用LALR(1)分析器生成器时用户可能遇到的几类文法问题,描述一个为帮助用户解决这些问题而开发的LALR(1)分析器可视化和断点调试系统VPGE. VPGE以多种视图显示LALR(1)分析器的数据结构,包括状态栈、符号栈、输入符号串、分析树和底层的自动机,支持LR分析动作的单步执行和断点调试.性能实验结果表明,VPGE比GNU的Bison有更快的分析器生成速度,从而提供了一个LALR(1)文法及分析器的快速交互式调试环境.
基于CWM的元数据的形式化推理框架研究
赵晓非 黄志球
2007, 44(5):  829-836. 
摘要 ( 554 )   HTML ( 2)   PDF (438KB) ( 458 )  
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在基于公共仓库元模型(CWM)建立元数据的过程中,参与建立元数据的团体的不同经验以及描述数据的不同视角不可避免地带来元数据的冲突和冗余等问题,然而CWM的图形化特点使之缺乏精确的语义,所以如何在其上进行推理以自动发现这些问题至今没有得到很好的解决.研究了利用描述逻辑——一个一阶谓词逻辑的可判定子集形式化CWM元模型和元数据并进行推理的方法,将一致性检测分为水平一致性和演化一致性分别处理,在处理演化一致性的过程中对CWM元模型进行了扩展,使之支持元数据的版本能力从而能够推理由于演化引起的不一致问题,然后利用推理引擎LOOM对两种情形进行推理检测以发现不一致信息,取得了令人满意的结果,表明提出的方法是可行的.
一种高度浓缩和语义保持的数据立方
向隆刚 龚健雅
2007, 44(5):  837-844. 
摘要 ( 328 )   HTML ( 0)   PDF (481KB) ( 434 )  
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Quotient Cube和QC-tree试图在浓缩一个数据立方尺寸的同时,保持该数据立方蕴涵的语义,但是,前者没有语义关系的存储,后者存储的语义关系是晦涩模糊的.为此提出了下钻立方结构,首次从语义角度考虑数据立方存储,存储的不是类的内容,而是类之间的直接下钻关系.下钻立方不仅能够极大地减小数据立方的存储尺寸,而且可以清晰地表达原数据立方蕴涵的下钻语义.此外,下钻立方具有较高的查询响应性能,这一点在范围查询中表现得尤其显著.实验和分析表明,下钻立方在存储尺寸和查询响应方面明显优于QC-tree,适于用来组织和存储数据立方.
一种改进的基于约束关系的XML查询重写算法研究
金 鑫 金远平
2007, 44(5):  845-852. 
摘要 ( 283 )   HTML ( 0)   PDF (511KB) ( 488 )  
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查询重写是解决数据集成、查询优化和物理层数据独立性等问题的关键技术.以往工作主要集中在关系数据模型方面.最近Michigan大学Timber研究小组提出一种全新的基于约束的XML查询重写算法.然而,该算法未考虑存在内定谓词情况下的重写问题,应用范围受到一定限制.在原算法的重写思想基础上,提出了一种基于约束的XML查询重写的改进算法.通过引入映射规则中的约束条件,消除阻碍重写的Skolem函数,从而解决内定谓词问题,增大原算法的应用范围.证明了改进算法的正确性.性能分析和测试结果表明,改进算法并不增加实质性的性能代价.
具有多时间粒度的时态多值依赖及时态模式分解方法研究
郝忠孝, 李艳娟,
2007, 44(5):  853-859. 
摘要 ( 368 )   HTML ( 0)   PDF (385KB) ( 442 )  
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一个好的数据库逻辑设计目标是消除数据冗余以及插入、删除和更新异常.对于时态数据库,通过具有多时间粒度的时态函数依赖约束对时态数据库进行规范化已有大量研究.基于时态函数依赖和多值依赖理论提出了多时间粒度约束的时态多值依赖(TMVD)等概念,并给出了时态多值依赖的推理规则,对其有效性、完备性进行了证明.由于包含有限个TMVD的TMVD集通常蕴含着无限个TMVD,给出了TMVD的有限推理规则,对其有效性、完备性进行了证明.最后,基于时态多值依赖集提出了时态第四范式,并给出了时态模式的T4NF的无损分解算法,对算法的可终止性、正确性进行了证明, 并对时间复杂度进行了分析.
曲率驱动的基于亥姆霍兹涡量方程的图像修复模型
仵冀颖 阮秋琦
2007, 44(5):  860-866. 
摘要 ( 455 )   HTML ( 1)   PDF (392KB) ( 601 )  
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图像修复模型根据已知区域信息自动修复目标区域,且保证修复后的图像满足人眼视觉系统的要求,目标区域轮廓自然.理论分析证明,流体力学中无粘亥姆霍兹涡量方程可以实现图像修复.根据曲线和曲面运动方程,使用曲率驱动亥姆霍兹修复模型中的等照度线传输方向.曲率是图像几何特征作用的结果,所以新模型可以很好地保持图像中的线性特征.图像中涡量为平滑程度的度量,二维图像域中涡量具有扩散性,对涡量方程的结果做各向异性扩散,使等照度线间的图像信息交互. 亥姆霍兹涡量方程修复模型中的各个参数及扩散过程是涡量扩散性和耗散性以及图像几何特征作用的结果,扩散后的修复模型稳定且不存在错误的传输方向.理论和实验证明了曲率驱动的亥姆霍兹涡量方程模型在图像修复中的有效性.
一种基于位平面综合特征的彩色图像检索方案
王向阳, 胡峰丽,
2007, 44(5):  867-872. 
摘要 ( 320 )   HTML ( 0)   PDF (558KB) ( 682 )  
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传统的基于颜色直方图的彩色图像检索方法存在严重不足.首先是丢失颜色空间分布信息及特征维数过高,更重要的是无法有效检索含噪声图像.为克服此缺陷,提出了一种基于位平面综合特征的彩色图像检索算法.首先,结合光照、锐化、模糊等噪声攻击特点,从原始彩色图像中提取出重要位平面;然后选取重要位平面的加权颜色直方图作为颜色特征,选取重要位平面的空间信息熵作为空间特征;再综合利用上述颜色、空间两个特征计算图像间内容的相似度,并进行彩色图像检索.仿真实验表明,算法能够准确和高效地查找出用户所需内容的彩色图像,并且具有较好的查准率和查全率(特别对于含噪声图像).
非特定人手语识别问题中的合成数据驱动方法
姜 峰, 高 文, 姚鸿勋, 赵德斌, 陈熙霖,
2007, 44(5):  873-881. 
摘要 ( 354 )   HTML ( 0)   PDF (485KB) ( 566 )  
相关文章 | 计量指标
针对手语识别研究中训练样本缺乏,提出了一种衍生数据的方法,有效地解决了动态多数据流手语训练用样本合成问题.利用mean-shift算法可以方便、快捷地得到密度函数梯度的变化方向,从而控制衍生的方向和强度.算法同时考虑到合成样本尽可能包含非特定人的信息及其有效性,对数据所实现的变形不会被识别系统的初始化过程逆转.合成数据驱动的效果受模型的容量、合成的强度与方向影响.在多种实验环境下对驱动效果进行评估,识别率有所提高,在某些例子中提高明显.
二层组播QoS最优生成树
王显雷, 吴志美,
2007, 44(5):  882-889. 
摘要 ( 348 )   HTML ( 2)   PDF (477KB) ( 514 )  
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具有一对多特性的组播数据大量涌入以太网,对网络服务质量提出了更高的要求.二层域中生成树协议在选择根桥时没有考虑其对组播服务质量的影响.从二层组播接收者的角度出发,提出了二层组播QoS最优生成树的概念,从理论上证明了组播源位于最优生成树的根桥上时,组播能达到最优的服务质量.而且,最优生成树对于经过根桥的单播也能达到最优的服务质量.最后,给出的最优根桥逼近查找算法可以作为生成树算法的补充.通过对比实验,验证了该算法的有效性、可靠性和可扩展性.
基于动态规划的无线传感器网络的路由算法
杨文国, 郭田德, 赵 彤,
2007, 44(5):  890-897. 
摘要 ( 617 )   HTML ( 2)   PDF (415KB) ( 733 )  
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路由问题是无线传感器网络中的核心问题之一,其数据传送的多跳特点使得非常适合用动态规划的原理来设计传感器网络的路由算法.基于动态规划,通过节点跳数生成算法为传感器网络中的每个节点赋一个表示到Sink点跳数的节点跳数值,并分析了传感器网络的拓扑结构特点,然后给出了无线传感器网络中寻找从源到汇满足不同设计目标的最小跳数(MinH)、最小跳数最大剩余能量(MinHMaxRE)和最小跳数最小费用(MinHMinC)3种路由算法.探讨了最小跳数最小费用路由与最小费用路由之间的关系,并给出了判断最小跳数最小费用路径就是最小费用路径的一个充要条件.算法的能量消耗分析表明,所给路由算法能实现大幅度的能量节省.
动态环境下基于速度空间寻优的局部避障方法
石朝侠, 洪炳镕, 王燕清,
2007, 44(5):  898-904. 
摘要 ( 456 )   HTML ( 0)   PDF (472KB) ( 581 )  
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在动态环境下的局部避障是移动机器人的一项基本功能.在各种速度空间方法,如曲率-速率法(CVM)、巷道-曲率法(LCM)和扇区-曲率法(BCM)的基础上,提出了一种适用于未知或部分未知动态环境的局部避障方法.该方法将碰撞预测模型与改进后的BCM有效结合,不仅兼备了CVM的平滑性、LCM的安全性和BCM快速性的优点,而且弥补了各种速度空间寻优方法的不足,使其能够适用于移动机器人在动态环境下的避障与导航.实际机器人的导航实验表明该算法是可行而有效的.