露天矿行车安全轨迹与姿态纠偏预警系统

基于全球卫星导航系统,拟合露天矿区采场道路行车轨迹中心线,通过车辆内置的陀螺仪、GPS定位装置等,实时监控车辆偏离道路中心线的距离、车身倾斜角等信息。当车辆偏离道路中心线一定距离或者车身倾斜角度超过一定范围时,设计的预警系统进行报警或强制刹车,以提醒司机调整车辆的位置,避免事故发生,从而降低车辆发生碰撞的概率,提高矿区车辆行驶的管理水平。     

挖掘机GPS服务系统可能危害到国家安全

我国挖掘机行业中，安装和使用挖掘机专用GPS智能服务系统的企业越来越多，越来越普遍。一方面是为了适应金融管理的需要，另一方面可为售后服务部门和挖掘机所有者实时远程提供设备的详细信息，使其能够及时了解挖掘机的工作状况和故障情况。但挖掘机专用的GPS智能服务系统具有三维精确定位、远程传输各种数据信息以及远程锁车等功能。     

基于物联网智能监控系统在水平定向钻中的应用研究

<正>RFID能够有效识别运动物体,且能够同时识别多个运动物体标签,保证了系统能够对运输状态、行走工况下的钻机做到有效监测。近年来,随着人们环保意识的逐渐加强,以及非开挖理论的快速发展,水平定向钻进技术得到了广泛应用。为了能够及时反馈整车信息与维修车辆,需要利用GPS/GSM定位技术实现对钻机位置的实时监控。本文在传统GPS定位系统的基础上,结合物联网RFID技术、GPS定位系统、GSM通信模块,提出一种基于物联网的GPS/GSM智能监控系统,可实现无障碍、无盲点、全天候的实时监控服务。     

抽油机智能控制系统研制

研制了一种新型的抽油机智能控制系统,以单片机为控制核心,变频器作为执行部件,以监测抽油机实时载荷和功率为控制依据,通过系统的智能算法,在保证油井产量的前提下,最大限度地节约电能,降低机械磨损;通过GPS通讯手段,实现了油井实时数据的被动式传输和故障信息的主动式报警功能.     

基于车联网数据的坡度预测研究

道路坡度信息作为车辆行驶中动力性、经济性和智能化控制中的重要部分,其良好的预测精度对车辆的能量管理、制动辅助及预测性驾驶控制策略的制定具有重要作用,在道路规划、车辆导航中具有重大的应用价值,为智能导航、智能交通系统等提供数据支撑。为实时计算车辆行驶过程中的坡度状况,该研究采用来自车联网车辆实时采集的车速和GPS信息对车辆运行过程中坡度情况进行估计。考虑到坡度计算结果具有实时性且短时内对先前坡度信息具有一定的依赖。在坡度估计信息的基础上,构建了基于长短期记忆模型（LSTM）的坡度预测模型。为验证所提出的坡度估计方法及预测模型的有效性,利用一半挂车的自然驾驶数据对坡度进行估计计算,并将其作为预测模型的数据基础,利用基于LSTM的坡度预测模型进行对应的模型构建、参数初始化、训练及预测,并将预测结果与GRU模型进行对比。结果表明,所提出的坡度估计方法能有效地对车辆行驶过程中的坡度情况进行实时估计,采用基于LSTM的坡度预测模型对道路坡度预测具有较高的预测精度,其均方根误差和平均绝对误差分别为16.71和3.38,均优于GRU模型。     

基于碰撞风险评估的智能汽车局部路径规划方法研究

针对结构化道路环境下智能汽车的动态路径规划问题,提出了一种基于碰撞风险评估的局部路径规划算法.利用三次样条曲线参数化表达全局路径,获取道路基准线;综合考虑车辆行驶安全性、规划路径平滑性等性能指标生成候选路径,通过归一化加权代价函数评估生成的候选路径;在全局路径信息引导下,获得当前状态下的局部最优路径.针对性能代价函数,引入风险场的概念,建立了符合行车风险客观规律的静态与移动障碍物风险模型,并结合高斯卷积建立了安全性代价函数;考虑候选路径曲率变化及全局路径追踪能力,设计了路径平滑性及偏移代价函数.仿真结果表明,提出的局部路径规划算法能够实时生成平滑、无碰撞路径,且在多种道路场景中实现对静态和移动障碍物的有效规避,满足实时性的要求.     

虚拟环境下基于非水平路面的智能自主汽车运动研究

在虚拟驾驶模拟系统中,智能自主汽车在非水平路面上的驾驶水平对于整个虚拟驾驶仿真系统的逼真性以及测试的可信性起着决定作用.在利用数据库技术存储非水平交通环境中道路信息的基础上,采用Creator软件搭建了适合实时仿真的非水平道路模型.分析了智能自主汽车的位姿变换,并利用碰撞检测原理阐述了智能自主汽车视觉信息的获取及其在非...     

危险品集装箱状态实时监测系统设计

结合目前危险品集装箱道路运输监控管理现状以及运输过程中的监控要求,选择温度、湿度、振动、烟雾、倾角等几种典型状态作为监控参量,基于无线射频RFID技术、GPRS/GPS技术和传感采集技术,研制出危险品集装箱状态信息实时监测系统。监测系统中功能独特的集装箱电子标签,实时获取集装箱状态采集控制模块发出的状态信息,并发送给车载危险品监控终端;车载终端通过GPRS将危险品集装箱状态信息、车辆行驶状态及定位信息发送到远程监控管理系统,从而实现对运输过程中的危险品集装箱状态的实时监测与追踪。     

适应移动智能设备的目标跟踪器

针对增强现实技术在移动智能设备上应用需求,设计了一种适应移动智能设备嵌入式系统的目标跟踪器。在特征描绘阶段采用亮度信息进行二值特征的快速分割并建立强显著性的二值特征描绘器;在特征选择阶段提出一种稀疏跟踪搜索模板进一步提高跟踪算法的执行效率。然后,在跟踪器中建立了存储目标初始信息的静态库与不断更新目标外观或运动变化信息的动态库,通过对比静、动态库与搜索模板区域中的信息确立跟踪目标位置。对跟踪器执行时间进行了对比,结果表明:在保证较高的跟踪精度条件下,采用稀疏搜索模板能明显改善算法的执行时间,将搜索半径设为10可在绝大多数情况下满足跟踪器的实时要求。对跟踪器的有效能力亦进行了对比,结果显示:在3组不同搜索半径下,提出的DBRISK描绘方法的平均跟踪误差相对于BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints)方法分别下降了16%、28%和29%。实验表明:提出的方法能够明显改善跟踪器的信息提取准确度,适用于计算能力有限的移动智能设备。     

基于北斗导航系统智能清障救援机器人设计

针对道路智能清障的问题,设计了基于北斗导航系统的智能救援清障机器人,采用STM32F103ZET6作为主控芯片,通过超声波传感器、红外遥控器及北斗模块,机器人利用高精度机械爪,实现了筛选功能、快速定位和智能清障等多种功能。机器人通过北斗导航精确定位、高效视频信息输送效率和物联网技术下的实时网联地图来为救援人员提供前往在灾区的最佳路线,提高救援效率;通过筛选系统与高精度机械爪配合进行交通道路清障作业,完成道路清障工作,为道路清扫机器设计奠定了基础。     

视觉导航智能车辆的路径跟踪预瞄控制

视觉导航智能车辆通过机器视觉获取导航路径信息并进行自动跟踪。常规的反馈控制仅利用当前的路径信息,在复杂条件或突发状况下难以有效工作。通过对在线获取的具体路径信息进行预瞄,可以对未来的路径信息加以利用,从而提高智能车辆行驶的安全性和有效性。为此,在获取的路径信息中确定当前路径和未来路径分别用于反馈和预瞄,并设计预瞄加反馈的控制器。该控制器能够自动根据预瞄路径的弯曲程度调整智能车辆的预瞄距离和行驶速度,从而提高跟踪精度和行驶稳定性。仿真和试验结果表明,该控制器与一般反馈式控制器相比跟踪误差较小,行驶更稳定。     

结构化道路中车道线的单目视觉检测方法

车道线实时检测是智能车辆视觉导航系统中的重要研究内容.提出了一种基于单目视觉的车道线实时检测方法.首先用Canny边缘检测方法对给定图像进行边缘检测.然后提出一种基于方向优先级的车道线搜索方法,分别对左右车道独立完成搜索,在增强车道线特征的同时削弱其他边缘特征.接下来用霍夫变换计算每条线段的直线度,过滤具有复杂纹理的边缘.最后利用图像的亮度信息及其变换识别出车道线.对提出方法进行了实验验证,结果显示提出方法定位准确,在PIII 933 MHz的CPU上的处理速度平均达每秒13帧,能够满足车辆驾驶的安全性和实时性要求.     

基于ARM9的精准农业导航系统的设计与实现

介绍基于ARM9和差分GPS的农业机械导航系统的设计与实现,通过G IS系统提供的经纬度信息精确画出了农业机械的作业面和导航线,通过对差分GPS数据地解析,利用双缓冲技术能够精确并且稳定地在触摸屏上指引农业机械工作。     

分布式驱动智能汽车对开坡道起步双重转向控制

匹配多套分布式驱动系统可以提升智能汽车的动力学控制能力,但该车在对开坡道起步时仍会存在动力性与方向稳定性难以兼顾问题。提出并验证一种结合主动转向与差动转向的分布式驱动智能汽车双重转向控制方法。根据各驱动轮独立可控的特点,分析对开坡道起步时施加双重转向控制的必要性;根据左右轮驱动力不等导致车辆产生差动转向而偏离直行路线的现象,基于模型预测控制设计出前轮主动转向控制器;结合设计的主动转向控制器与已有的分布式驱动汽车转矩自适应驱动防滑控制器,完成双重转向控制器设计;通过仿真分析和实车道路试验,验证了所设计控制器的控制效果。研究表明：施加双重转向控制,可以使分布式驱动智能汽车尽可能充分利用其自身驱动力和路面可提供的最大附着力;同时,能够根据实时的车身姿态参量和所在位置信息计算出相应的附加转向盘转角,通过主动转向使横向偏移量大幅降低。所提出的基于差动转向与主动转向相结合的双重转向控制,可以全面改善车辆的通过性和方向稳定性。     

超视界路况下网联汽车的辅助驾驶方法

针对车辆前方超视界路况不易预测、驾驶员易因路况不明而错误操作车辆导致失稳等危险事故的情况,提出了一种超视界路况下的网联汽车辅助驾驶方法。设计了基于车联网实时通信技术的网联汽车辅助驾驶系统,它主要由云端服务、共享驿站和车载单元组成;研究了行驶车辆的路况信息识别方法,包括路面附着系数识别、道路曲率计算和路面坡度测量;研究了基于多车辆测量数据的路况信息融合与校正方法,建立了基于三自由度车辆的刚体力学的弯道安全车速计算模型。实车实验结果表明,所提方法能够准确测量车辆前方超视界的路况信息,并可使驾驶员提前、准确地获知超视界路况信息,特别是弯道路况信息。     

基于联邦滤波的智能车辆多传感器组合导航的研究

为满足复杂环境下自主驾驶智能车辆的高可靠性导航要求,对智能车辆的多传感器组合导航进行了研究。提出了一种基于自适应联邦卡尔曼滤波的智能车辆SINS/CP-DGPS/双向光电测速仪组合导航方法,根据联邦滤波的分散滤波结构,分别建立了各滤波器的模型,进行了仿真试验验证。结果表明,该组合导航系统能为智能车辆提供丰富的导航信息,具有100Hz的高频输出、厘米级的导航精度和较强的容错能力,便于实现对发生故障的传感器的隔离。当GPS较长时间中断时,组合系统通过SINS/光电测速仪所构成的局部滤波器的辅助仍能为智能车辆提供可靠的导航数据。



     

飞翔智能轮胎的仿真设计

长期以来,由于轮胎而导致的各种问题频频出现,为此对汽车轮胎进行优化设计,以SolidWorks软件为三维建模平台,运用多传感技术对轮胎和路面情况进行实时监测,采用RFID射频技术标识和跟踪轮胎,使用机械传动方式控制轮胎的花纹形状和深度,能够实现轮胎的智能化,保障道路行车安全。项目组运用压力、温度传感器对轮胎内压强、温度进行检测,在轮胎中增加RFID电子标签对轮胎出厂信息,车辆轮胎匹配信息进行记录,在不同路况下,改变轮胎花纹,使轮胎的摩擦因数跟路面信息相适应。     

基于光纤陀螺的组合导航系统中双DSP通信研究

以双DSP为核心的SINS/GPS组合导航系统中,双DSP的通信设计是非常重要且不可回避的问题。针对基于光纤陀螺的组合导航系统中既要快速处理大量实时数据又要同GPS进行组合反馈并修正导航信息的情况,文中分析了两种双TMS320C6747芯片通信方案的设计思路和它们的优缺点,并根据系统的特点和具体情况,最终选择了利用McASP串口的通信方案,实现了双DSP的无缝连接。该方案硬件电路简单易于实现,占用DSP资源少,完全适用于基于光纤陀螺组合导航系统这样数据交换密集但数据量小的场合。     

一种基于图像处理的快速导航算法

为了实现快速、准确的基于图像处理的智能导航,采用事先在地面上铺设路径导引线,利用安装在叉车前方的CCD摄像头来获得实时的路况信息,通过对路况图像进行阈值化、形态学滤波、图像扫描等方法来计算出导航信息.在改进的叉车模型上进行的实验结果表明,该导航算法在直道和不同曲率的弯道情况下都能及时地、准确地进行路径纠偏,并具备抗干扰...     

非同步量测特性的惯性/星光/卫星组合算法研究

多传感器组合是提高导航系统定位精度和增强系统容错性的有效手段.在分析惯性、星光、卫星导航工作特性的基础上,提出了基于集中滤波器结构的捷联惯性/星光/卫星信息融合导航方案.针对多传感器信息融合中非等间隔量测特性,设计了时间更新和量测更新分离的异步集中卡尔曼滤波算法,设计了基于外推法的卫星信息补偿算法,有效解决了多传感器非等间隔信息融合问题;针对垂直机动研究了惯性/星光姿态组合模型.仿真结果表明,算法可以有效实现对捷联惯导、星光、卫星导航信息的融合,组合精度提高1倍,具有重要的实际应用价值.