智能车辆轨迹跟踪控制器设计

智能车辆在弯道下轨迹跟踪精确性与稳定性较差,尤其是在低附着路面上容易发生失稳及侧滑。建立车辆三由度动力学模型和准线性轮胎模型,通过模型预测控制算法得出理想的转向角作为车辆输入,通过道路曲率及道路附着系数获取期望车速,并使用PID算法跟踪车辆速度。最后利用MATLAB/Simulink与CarSim进行联合仿真验证。仿真结果表明,该控制器可在低附路面、变车速的工况下跟踪期望路径,且稳定性较好。     

茄子采摘机器人目标识别与测距方法

采用基于亮度的阈值分割算法对G-B灰度图像进行分割,采用4连通像素标记法对果实目标进行标记,提取质心、面积、外接矩形、切断点等特征。采用平面标定方法,建立摄像机矫正数学模型,利用Matlab多次标定计算完成双目视觉系统进行自标定。根据图像分割结果,选取质心为匹配基元,采用极线约束、视差梯度约束的算法来实现果实目标的匹配。根据相似三角形原理,计算茄子果实深度信息。结果表明,测量距离300~600 mm范围内,茄子深度信息的误差基本上在±15mm以内,平均用时0.26 s。基于双目视觉的茄子采摘机器人识别与定位方法原理简单,智能性好,适应面广,能够满足采摘机器人目标识别和定位的要求。     

基于Matlab汽车操纵稳定性仿真方法的研究

本文采用线性二自由度车辆模型做汽车操纵稳定性研究,基于Matlab/Simulink软件,分别运用子系统模型框图、状态空间模型框图与MATLAB Fcn函数模型框图三种方法,对车辆模型进行不同车速工况下的仿真分析,通过横摆角速度和质心侧偏角响应曲线图分析出汽车操纵稳定性变化趋势,验证了三种方法的可行性,并对三种方法做了对比分析。     

浅析车道占用对道路通行能力的影响

针对车道被占用对城市道路通行能力的影响及车辆排队。根据交通波、排队论等理论,构建了道路通行能力评价和交通波滞动等模型,综合运用MATLAB软件和Excel软件进行分析及求解,总结出事故对实际通行能力影响的变化过程,不同车道对实际通行能力影响的差异,得到车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系,计算出车辆排队长度到达上游路口的时间。     

ICP策略下带软时间窗的动态车辆路径优化问题研究

针对动态车辆路径中出现新的客户请求时,输入信息（可能包括客户请求出现时的车辆位置、客户时间窗、服务时间、需求量等）也随着时间推移而动态改变,在服务客户时由于动态客户需要不停插入,导致不停地进行优化计算,致使车辆路径更新频繁的问题,提出了紧急动态客户和数据包的概念（简称ICP）。通过该策略并使用遗传方法（Genetic Algorithm,GA）与局部搜索方法(Local Search,LS)的混合算法(简称GA-LS),可提高车辆路径更新质量,降低车辆运输成本并控制配送中心管理成本,从而提高服务质量。通过实验证明了该策略的有效性。     

浅谈交通灯控制方案的技术改进

我国现行交通灯多为单灯多向式和单灯单向式。其最多车辆同行方向数仅为10,且其中还存在交叉问题。但若将交通灯的安装位置、交叉路口的结构做一下调整,则不仅可使车辆同行方向数成倍增加,而且可使我国道路车辆的调头问题达到进一步解决。     

基于深度学习的遥感图像目标定位与计数

近年基于深度学习的语义/实例分割技术不断发展,分割性能持续提高,但对物体形状的精确分割仍然不轻松,并且很多任务中(即使不是遥感领域)可能对精确分割并无需求而只需要对目标进行位置估计。在遥感影像中定位物体质心是解决不需要对物体形状进行精确分割的一种简单方法。因此,本文对利用深度神经网络定位遥感图像目标质心的可行性进行了研究,对经典HRNet语义分割架构进行了修改和适应,提出了一种基于HRNet架构的专门用于目标定位和计数的全卷积神经网络Centroid-HRNet,在保持原模型结构的同时实现简单性的质心检测。使用“马萨诸塞州建筑数据集”对模型进行了测试和评估,与其他方法相比,本文评价结果达到了较好的精度,而且简单。     

车轮多边形与钢轨波磨对轴箱螺栓松动的影响

通过车辆系统刚柔耦合多体动力学与有限元模型联合仿真分析高速列车运行过程中车轮多边形和钢轨波磨对螺栓松动的影响,采用ABAQUS建立轴箱体、轴箱盖和带精细螺纹的轴箱螺栓三维有限元模型,将动力学计算得到轴箱振动加速度谱导入有限元模型,计算轴箱螺栓危险点最大等效应力和螺纹张紧力,得到不同工况对螺栓松动影响的定性分析结果.结果...     

室内图书运载车的计算机视觉定位定向方法

提出一种可用于图书馆内图书运载车的车辆室内自动定位定向方法.借鉴二维条形码思想,设计了一种简单方便、易于识别、内含绝对位置坐标、具有一定纠错能力的路标,可将路标放置在图书馆天花板上,由安装于图书运载车上,且光轴和天花板垂直的摄像机进行拍摄,通过图像分割,连通域寻找,轮廓特征曲线匹配以及路标特征识别步骤定位路标,解析路标中所包含的坐标信息以及偏转角度,进而计算出车辆当前所处的绝对位置和航向角.通过实验,验证了所提出方法的有效性,能够满足图书馆内图书运载车室内定位的要求.     

复杂路况下自动紧急制动系统控制策略

为了解决复杂道路状况下车辆防碰撞及保持侧向稳定性的问题,提出一种自动紧急制动控制策略。采用碰撞时间(time-to-collision, TTC)模型评估车辆碰撞风险,利用名义和实际横摆角速度偏差判别车辆侧向稳定性,结合反向传播(back propagation, BP)神经网络和增量式比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)求解维持车辆侧向稳定性的附加横摆力矩,进而计算同时满足车辆防碰撞所需期望减速度及避免侧向失稳所需附加横摆力矩的四轮制动力。仿真结果表明,车辆紧急制动过程中,其横摆角速度及质心侧偏角大幅度减小,所提控制策略能够在防止车辆碰撞的同时避免其侧向失稳。     

贝努利不等式的高阶推广和数值验证

利用Taylor公式及Lagrange余项定理,研究了Bernoulli不等式高阶近似的情形,得到了任意阶Bernoulli型不等式.通过MATLAB计算验证了这些不等式成立.     

基于最小二乘法的汽车轮胎侧偏刚度及质心侧偏角设计与仿真

以递进式最小二乘法理论为基础,将汽车行驶过程中的轮胎侧偏刚度作为未知参数进行估算,完成汽车参数自动调节,防止汽车质心侧偏角的估算值误差过大,而出现不必要的操作.最终在Matlab/Simulink环境下建立控制模型,对车辆前后轮侧偏刚度及质心侧偏角控制算法进行仿真验证.对比后发现,车辆质心侧偏角的估算效果非常接近真实结果,可以满足汽车稳定性控制系统的估算,可有效提高汽车主动安全性.     

视觉导航温室机器人路径识别算法与实验

为解决农业机器人温室环境下路径识别实时性较差等问题,以大棚环境下番茄种植为背景,在Lab色彩空间下进行处理,将番茄植株从土壤、地膜等复杂背景下识别出来,通过形态学运算对图像进行降噪处理,利用分水岭算法进行图像分割进而转化为二值图像,根据植物位置获得导航离散点,进而通过Hough变换得到导航路径。为此,设计了一种基于机器视觉的温室机器人,并进行实时图像处理实验。实验表明,该方法在温室环境下能够大幅降低自然光和温室薄膜对图像分割的影响,道路信息提取正确率达到95.7%,基于机器人对连续动态图像分析,该路径识别方法具有较好的适应性和实用性。     

定轴转动刚体轴承附加压力的计算

机器飞轮转动时,轴承可能受到一定的附加压力。文章通过均质圆盘转动实例,根据质心运动定理和对固定点的角动量定理,给出一种较为简单的计算这种压力的方法,在此基础上指出了改变这种压力的方法。     

反求B样条控制点实现图像配准点的计算

在图像计算中,经常要用到B样条插值方法,而B样条的计算又依赖于决定样条曲线或曲面形状的控制点值.利用反求控制点方法得到初始图像的B样条控制点,通过改变部分控制点的位置实现图像配准点的计算.     

高速铁路轮径差激励下车轮-道岔动力响应数值研究（英文）

目的:车轮型面磨耗和加工误差导致轮对两侧车轮的轮径不同。本文旨在探讨不同幅值和分布形式的轮径差对道岔区轮轨接触几何、轮轨法向接触性能和车辆通过道岔动力响应的影响规律,提出保证车辆通过道岔时的安全性和舒适性的轮径差限值。创新点:通过数值仿真,分析轮径差对道岔区轮轨接触性能和轮轨动态相互作用的影响。方法:1.基于迹线法,揭示轮径差对道岔区轮轨接触几何的影响。2.通过建立轮轨接触有限元计算模型,探讨轮径差对轮轨法向接触性能的影响。3.通过建立车辆-道岔耦合动力学模型,综合考虑在不同幅值和分布形式的轮径差激励下,车辆通过道岔的轮轨动态相互作用、运行舒适性和磨耗指数评价指标,提出轮径差限值。结论:1.轮径差加剧了道岔区固有结构不平顺。2.轮径差通过改变轮载过渡位置,对尖轨上的轮轨法向接触性能有较大影响。3.可根据轮径差幅值将轮径差对道岔区轮轨动力响应的影响划分为三个区域:轮径差小于1.5 mm时,轮缘与尖轨提前接触使轮轨横向力快速增大;轮径差在1.5~2.5 mm时,等值同相轮径差使车辆通过道岔失稳;轮径差大于2.5 mm时,轮缘与尖轨的持续接触增强了车辆稳定性,但增加了轮轨磨耗。4.建议将轮径差控制在2.5 mm以内,且应控制同相分布轮径差小于2 mm。     

运用系统质心运动的规律解题

在力学中,凡是在一个系统中有相对运动的情况存在时,如大家熟知的人走船退问题,这类问题往往比较复杂,但若借助于系统质心的运动规律来处理这类问题,就可使解题过程大为简化.本文列举数例说明这种方法的应用. 1 弹簧双球的振动如图1,可视为质点的两只小球之间用原长为l,倔强系数为k的轻弹簧相连.系统放在光滑的水平面上,在两球间的弹簧处于压缩或伸长状态时将两球从静止状态释放,求两球的振动周期. 两小球释放后.系统从静止开始运动,但始终不受外力,所以系统的质心位置将保持不变.设系统的质心位置原在O点,由于O点的位置不变,因此如图1的振动系统就可等效为O点的左右分别有两个互相独立的弹簧振子.由系统质心的计算方法,很容易得到等效两个单独弹簧的原长分别为:     

应用动量守恒定律时值得注意的几个问题

由总质量为M=Σmi的质点系质心运动定理知,内力不能改变质心C的运动状态。在质点系动量定理表示式中,如果系统在运动过程中所受的合外力时,有运动方程的第一积分     

基于改进仿射传播聚类的图像分割算法研究

仿射传播聚类算法是一种比较新的基于质心的聚类算法,在图像分割领域得到了广泛应用。仿射传播聚类算法最终聚类数目会受到偏向参数P(Preference)的影响,得到的聚类数目往往偏多,影响分割质量。鉴于此,提出一种改进的仿射传播聚类的图像分割算法,该算法将仿射传播聚类算法与CURE层次聚类算法相结合,CURE算法能够对仿射传播聚类算法的分割结果进行优化。实验验证表明,改进后的算法图像分割效果更好。     

有入渗时地下水位变动下的分水岭移动规律北大核心

根据相似原理,在室内建立能模拟地下水分水岭移动特征的模型。模拟一定降雨条件下,保持一侧河渠水位不变,改变另一侧水位,并加入示踪剂,观察不同水位差时地下水运动特征并记录测压管水位,绘制潜水位与分水岭形态,实测分水岭位置,得到试验数据,并对比不同水位差下地下水分水岭的移动特点。同时,根据已知的模型参数,由河间地块潜水流浸润曲线方程与分水岭位置计算式得到理论潜水位和分水岭位置,并与实测值相比。结果表明:通过公式计算得到的理论潜水位和分水岭位置与实际试验测得的数据相吻合,但存在临界值C_r,当两侧水位差Δh>C_r时不再适用,临界值大小与流体密度、动力黏性系数、渗流断面平均流速、砂样平均粒径等有关。