基于SURF特征的多机器人栅格地图拼接方法

实现地图拼接是多机器人协作创建地图的一项关键技术。研究了一种基于加速鲁棒特征(SURF)的多机器人栅格地图拼接方法,该方法通过对机器人运动坐标系进行刚体变换,将栅格地图拼接问题用图像配准的最小化问题来表示并建立数学模型。首先利用一种改进的SURF算法从待拼接地图中提取特征,然后利用随机抽样一致性(RANSAC)算法剔除误匹配得到初始拼接参数,并将拼接参数作为ICP算法的初值来求解目标函数。最后分别利用公开数据集和Turletbot2移动机器人进行了实验,结果表明该方法能对多机器人建立的栅格地图实现可靠拼接,鲁棒性好且精度高,拼接速度快适用于较大规模环境栅格地图拼接。     

基于梯级组合评分的农村电网精益化改造方法

针对如何通过精准投资来实现农村电网的高效改造问题,提出一种基于梯级组合评分的农村电网精益化改造方法。首先梳理农村现状电网存在的主要问题,分别定义相应的评价指标及配套计算公式,对各问题的严重程度进行分级处理,设置每个评价指标的梯级评价标准,构建能充分反映农村电网薄弱环节及其严重程度的评价指标体系;然后,根据指标值确定有改造需求的设备,并将其作为评估对象,按照评价指标的评分标准对评估对象进行评分,采用基于指标相关性的指标权重确定(CRITIC)法确定各项评价指标之间的权重,计算评估对象的综合评分,完成对评估对象的梯级组合评分;最后,按照综合评分大小进行降序排列,对评分排序靠前的设备优先进行改造。实例分析证明了该方法的正确性和有效性。     

基于地理信息与电网外部环境的电网地图设计

随着特高压电网建设,各级电网间耦合更加紧密,为提升调控人员对构成电网运行风险因素更加全面的综合感知,提出了一种通过地理位置组织电网电气信息、天气、气象灾害等多源关联信息的电网地图设计方案。首先,提出了一种基于地理信息和电网模型的电网线路自动延布方法,实现不同缩放层级下各电压等级电网线路的实时监控及厂站接线图的动态嵌入。其次,将暴雨、暴雪、大风、山火、雷电等多种电网外部环境监视信息有效地投射到电网地理接线图上,帮助电网调控人员对电网风险进行预判、预研和预控。最后,研究了电网地图与虚拟现实场景以及变电站街景的有效结合,增强电网调控人员对电网的真实场景代入感,进一步提升电网调控人员对电网风险的态势感知能力。     

组合网格法在电磁-机械耦合问题中的应用

将组合网格法应用于电磁-机械耦合问题的分析，用粗网格剖分空气及源电流区，用细网格剖分运动导体区。该方法克服了常规一套有限元网格计算该类问题时需要网格重剖的麻烦。讨论了组合网格法的算法实施具体步骤，粗细网格间采用有限元方法反复迭代计算，粗网格的计算值通过插值矩阵映射到细网格的边界上，之后粗网格的场量通过细网格上计算的余量进行校正。指出由于网格不匹配产生的非协调误差和误差减小方法。在每一时间步，不需重新剖分而只需修改细网格的节点坐标值即可实现导体的运动。计算结果与TEAM标准问题28的实验结果进行比较得到了较好的一致性，验证了算法在处理该类问题时的有效性。     

气象地理法在舞动分布图绘制中的改进与应用

电网舞动分布图作为在运输电线路防舞治理及新建线路防舞设计的依据,在确保电网安全稳定运行中发挥着重要作用。继频次法后,气象地理法作为不考虑实际线路影响的舞动分布图绘制方法在国家电网公司范围内得到了推广应用,针对气象地理法在绘制舞动分布图时,采用逐日气象数据可能带来较大的舞动气象日计算误差的问题,提出了以逐时气象数据为基础开展舞动分布图绘制的方法,并以浙江省为例介绍了该方法的可行性。     

Nonlinear Constraint Network Optimization for Efficient Map Learning

Learning models of the environment is one of the fundamental tasks of mobile robots since maps are needed for a wide range of robotic applications, such as navigation and transportation tasks, service robotic applications, and several others. In the past, numerous efficient approaches to map learning have been proposed. Most of them, however, assume that the robot lives on a plane. In this paper, we present a highly efficient maximum-likelihood approach that is able to solve 3-D and 2-D problems. Our approach addresses the so-called graph-based formulation of simultaneous localization and mapping (SLAM) and can be seen as an extension of Olson's algorithm toward non-flat environments. It applies a novel parameterization of the nodes of the graph that significantly improves the performance of the algorithm and can cope with arbitrary network topologies. The latter allows us to bound the complexity of the algorithm to the size of the mapped area and not to the length of the trajectory. Furthermore, our approach is able to appropriately distribute the roll, pitch, and yaw error over a sequence of poses in 3-D mapping problems. We implemented our technique and compared it with multiple other graph-based SLAM solutions. As we demonstrate in simulated and real-world experiments, our method converges faster than the other approaches and yields accurate maps of the environment.     

电动汽车群自组织协调下垂调频控制方法

在规模化电动汽车接入电网背景下,协调控制电动汽车群的充放电功率,可使之成为对电网有益的储能调频工具。文中从剩余电量的角度研究了电动汽车集群的自组织分类方法,设计了一个自组织神经网络,将电动汽车群根据电量划分为几个在数学空间上相近的类。以聚类结果为基础,根据不同类中电动汽车的电量水平,提出一种自适应调节下垂系数的电动汽车充放电控制终端变参数下垂调频控制方法。仿真结果表明,应用文中提出的控制方法,规模化接入电网的不同电量水平的电动汽车将自组织地按各自容量比例分担电网峰值负荷、消纳电网富余电能,满足电网调频需求。     

鱼眼图像的目标物体角点检测方法

为实现宽视场角图像中目标物体的定位,提出了一种鱼眼图像的目标物体角点检测方法。首先对含有目标物体的鱼眼图像进行等面积切分,利用目标物体即网格图像灰度直方图的明显特征确定目标区域;然后根据实际应用对Harris算法进行改进,并将其应用至目标物体的角点检测中,确定目标物体位置。实验结果表明,能有效确定目标区域,视觉冗余度由90.3%下降到47.8%,目标物体角点检测准确率为83.8%,可以为实现宽视野范围目标的位置与距离同时测量奠定基础。     

Real-Time Hierarchical Outdoor SLAM Based on Stereovision and GPS Fusion

This paper presents a new real-time hierarchical (topological/metric) simultaneous localization and mapping (SLAM) system. It can be applied to the robust localization of a vehicle in large-scale outdoor urban environments, improving the current vehicle navigation systems, most of which are only based on Global Positioning System (GPS). Then, it can be used on autonomous vehicle guidance with recurrent trajectories (bus journeys, theme park internal journeys, etc.). It is exclusively based on the information provided by both a low-cost, wide-angle stereo camera and a low-cost GPS. Our approach divides the whole map into local submaps identified by the so-called fingerprints (vehicle poses). In this submap level (low-level SLAM), a metric approach is carried out. There, a 3-D sequential mapping of visual natural landmarks and the vehicle location/orientation are obtained using a top-down Bayesian method to model the dynamic behavior. GPS measurements are integrated within this low-level improving vehicle positioning. A higher topological level (high-level SLAM) based on fingerprints and the multilevel relaxation (MLR) algorithm has been added to reduce the global error within the map, keeping real-time constraints. This level provides nearly consistent estimation, keeping a small degradation with GPS unavailability. Some experimental results for large-scale outdoor urban environments are presented, showing an almost constant processing time.     

基于物联网技术的智能电网信息反馈系统

随着我国超高压电网的快速发展,智能电网在我国的电力系统中不断地实现。而智能电网的实现,也对电力系统信息网络的收集、整合、分析数据的能力提出了更高的要求。构建一个智能化、信息化、分级化互动管理的智能电网信息系统,离不开先进的通信技术、控制技术、信息技术的支持,而物联网技术正是通过智能感应装置,传输网络,信息处理中心等有机的处理环节,最终实现物与物、人与物之间的自动化信息交互与处理的智能网络。物联网技术的应用,有利于有效地对电力系统基础设施资源进行整合,进而提高电力系统通信水平,改善当前电力系统基础设施的利用率。     

采用知识网格技术的智能输电网故障诊断方法

针对现有电网故障诊断专家系统在省级及以上调度中心应用时所存在的诊断速度慢、专家知识在线维护困难等问题,提出基于知识网格技术的智能输电网故障诊断方法。首先将知识网格技术引入智能输电网故障诊断领域;其次结合智能输电网故障诊断的实际应用背景,构建智能输电网故障诊断知识地图,并介绍智能输电网故障诊断知识地图中各个部分的生成方法;最后根据实际案例,对比分析基于专家系统的方法和基于知识网格技术的电网故障诊断方法在诊断效率和知识维护等方面的差异,并指出这2种方法的适用环境。     

直流电网输电线路短路故障的单端化近似解析计算方法

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术(MMC-HVDC)是消纳可再生清洁能源,构建直流电网的核心技术。输电线路短路故障是直流电网常见故障,其故障电流水平影响着直流电网关键设备的参数设计。以张北直流电网为对象,通过网络开环、健全极开路、接地支路独立化和戴维南等效等方法,逐步解耦降阶,建立了去耦合的单端口简化模型。提出了直流电网短路故障的单端化近似解析计算方法。所提计算方法在PSCAD/EMTDC仿真平台上得到了验证,对故障电流影响因素分析和故障电流水平抑制具有参考意义。     

基于输电网中故障行波分布和网络依赖图的故障定位算法

由于传统双端行波定位方法用于整个电网故障定位存在着一些不足,故笔者分析了电网系统结构特点,在双端行波定位的基础上,提出了一种依赖图的高压电网输电线路故障定位方法。该方法依据电网对象间的告警关联关系构建相应网络依赖图,当电网内某条线路发生故障后,每个变电站定位装置均记录下电压行波到达该站的时刻,通过分析各站时间信息,首先在电网中判断出故障线路,然后结合依赖图中最优有序对,计算得出故障点的准确位置。运用该方法对故障仿真实例进行了分析,仿真结果表明了方法的可行性。     

泛网格化机场噪声感知节点布局优化研究

传统的机场噪声感知存在成本高、环境要求高、稳定性差、维护成本高，系统可扩展性差等问题，为此提出了一种基于ZigBee的新型机场噪声感知模式。该模式将成本低廉的传感器节点按密集非均匀的泛网格状布置于机场内部及围界,提出了一种适用于新型机场噪声感知模式的泛网格化感知节点布局优化方法，并通过一系列实验分析确定了新型机场噪声感知模式中 ZigBee 感知节点布局方案。并将得到的布局优化方案应用于天津滨海国际机场，实地验证的结果证实了新型感知模式和泛网格化布局方法的实用性与有效性。     

一种基于图像处理的目标识别算法

在未知环境中,移动机器人的同步定位与地图创建是机器人研究领域的一个非常重要的问题.作为自主机器人,能够可靠地探索未知环境中的目标或局部环境,是否具有视觉信息采集能力是非常重要的,基于尺度不变的特征变换算法(SIFT)在图像匹配与检测方面具有强大的功能.提出了一种方法来优化SIFT特征向量的维度,降低算法的复杂度,提高算...     

基于改进Hausdorff距离的运动目标自动跟踪算法

针对视频运动目标的跟踪问题,提出了一种基于改进Hausdorff距离的运动目标自动跟踪算法。首先对视频图像作预处理,使用Canny算子进行边缘提取;然后采用对称差分算法建立运动目标的初始模板;接着采用改进的Hausdorff距离和新的匹配搜索策略,实现后续帧中运动目标与初始模板的匹配;最后,采用一种新的模板更新算法———4步法对模板进行更新。实验结果表明,该算法不仅能准确跟踪运动目标,而且能有效提高目标跟踪效率。     

电网规划评估方法及实用化技术

目前我国电网规划中主要采用N-1准则对系统安全性进行评估,但该方法未计及电力系统运行和元件故障的随机性。概率风险分析考虑了电网行为的随机特性,基于此进行的电网规划评估不仅是对N-1准则的有益补充,而且为规划设计人员提供了量化的风险信息。将概率风险分析方法应用在输电网规划工作中,结合工程案例,进行静态和暂态风险评估,比较规划方案风险水平,依据提出的根源故障风险指标和薄弱环节风险指标,寻找电网薄弱环节,提高规划方案的合理性。     

The Energy Bank-Roadmap for the 21st Century Green power grid

The electric power industry in the U.S. and the world is moving toward predominantly renewable energy. The electrical characteristics of most renewable resources are quite different than traditional generating systems. There is a transition from rotational generating resources to ones that are either static or electrically appear as static. The predominant renewable resources are expected to be wind and solar, where solar resources are expected to dominate due to their favorable economics. Wind and solar resources are non-dispatchable and their power production may not be coincident with demand. Storage resources therefore become an integral component of the 21^st century power grid.This article proposes a new vision, road-map and business model which the author calls the “Energy Bank” toward meeting the Green energy requirements of the electric power industry in the 21^st Century. The Energy Banks are envisioned to be private entities which collect and store energy at their own facilities or contract with private storage facilities within the entire power grid from transmission all the way to distribution and end consumers. This energy is then is made available for withdrawal by the depositor at a different time and location as well as in the form of physical and financial contracts to manage the price risks associated with wholesale markets.In the 21^st Century, similar to money, most of the population make energy, need to store it and like to use it at the different times and locations. The Author argues that Energy Banks as private market forces can facilitate energy transactions among vast number of renewable resources which will be needed by the 21^st Century Electric Power while creating a sustainable business model capable of exerting long-term pressure on the cost of electricity.     

基于栅格地图改进的智能路径选择算法

交通和物流领域的发展,对路径规划算法的时间复杂度与精度提出了越来越高的要求。针对该问题,提出了一种基于栅格地图改进的智能路径选择算法。该算法利用方向信息来对算法进行优化设计,基于原有地图带有的始末位置的方向信息,定义权值矩阵与方向权重向量,以此作为路径中下个栅格的选择依据,并采取奖励与惩罚措施来提高算法的收敛速度。此外,算法还采取了多余栅格的优化措施来提高算法性能。通过对于典型仓储AVG问题模型的仿真来验证算法的有效性。结果表明,路径长度收敛到满足条件的较优解所需的时间,智能路径选择算法较A;算法及传统Dijkstra算法可以减少10%以上,具有较低的时间复杂度和较高的寻优效率。     

基于 ISMA 的多点遍历路径规划方法

针对移动机器人在遍历多目标点的路径规划中存在路径较长且不平滑等问题,本文提出一种基于ISMA的多点遍历路径规划方法。首先,结合Singer映射和小孔成像反向学习策略改进标准黏菌算法(SMA);然后初步构建地图,使用ISMA规划路径,以确定三角网格最大边长的最优值;最后,基于三角网格最大边长的最优值重新构建三角网格地图,使用ISMA生成路径,并通过B样条函数对路径进行光滑处理,提升路径平滑度。基准函数测试结果表明,ISMA收敛速度更快,寻优精度更高。三角网格地图上的路径规划实验表明：ISMA规划的路径长度和平滑度明显优于SMA、SSA和WOA,与SMA、SSA和WOA相比,在较复杂的场景中ISMA生成路径的长度依次减少了6.31%、18.76%和19.74%,验证了ISMA方法的有效性。