基于货运车辆车载GPS大数据的道路超速率计算与分析

在我国交通事故统计中,人为失误导致的交通事故占90％,超速行为的危险性已引起各界重视.尤其大型货物运输车辆,其重量大,制动性能较差,该类车辆超速导致的交通事故通常比较严重.对货物运输平台提供的车辆行驶相关数据(包括GPS定位数据、时间数据、速度数据)进行处理和分析.通过OSMnx在Open Street Map下载广东地图数据并处理,运用隐马尔科夫模型对原始GPS定位数据进行地图匹配,对车辆行驶数据进行LSTM时间序列建模和学习训练,将训练好的网络用于各个路段车辆超速的预测.结果表明,该方法能够很好地拟合超速率的变化趋势,物流平台可以根据预测结果对司机进行提醒,对减少驾驶员的超速行为和保障安全行驶具有重要意义.     

基于货运车辆车载GPS大数据的道路超速率计算与分析

在我国交通事故统计中,人为失误导致的交通事故占90％,超速行为的危险性已引起各界重视.尤其大型货物运输车辆,其重量大,制动性能较差,该类车辆超速导致的交通事故通常比较严重.对货物运输平台提供的车辆行驶相关数据(包括GPS定位数据、时间数据、速度数据)进行处理和分析.通过OSMnx在Open Street Map下载广东地图数据并处理,运用隐马尔科夫模型对原始GPS定位数据进行地图匹配,对车辆行驶数据进行LSTM时间序列建模和学习训练,将训练好的网络用于各个路段车辆超速的预测.结果表明,该方法能够很好地拟合超速率的变化趋势,物流平台可以根据预测结果对司机进行提醒,对减少驾驶员的超速行为和保障安全行驶具有重要意义.     

基于货运车辆车载GPS大数据的道路超速率计算与分析

在我国交通事故统计中,人为失误导致的交通事故占90％,超速行为的危险性已引起各界重视.尤其大型货物运输车辆,其重量大,制动性能较差,该类车辆超速导致的交通事故通常比较严重.对货物运输平台提供的车辆行驶相关数据(包括GPS定位数据、时间数据、速度数据)进行处理和分析.通过OSMnx在Open Street Map下载广东地图数据并处理,运用隐马尔科夫模型对原始GPS定位数据进行地图匹配,对车辆行驶数据进行LSTM时间序列建模和学习训练,将训练好的网络用于各个路段车辆超速的预测.结果表明,该方法能够很好地拟合超速率的变化趋势,物流平台可以根据预测结果对司机进行提醒,对减少驾驶员的超速行为和保障安全行驶具有重要意义.     

基于激光雷达的移动机器人同时定位与地图创建的研究

应用同时定位与地图创建理论建立全区域覆盖移动机器人导航系统,融合航位推算理论和基于环境特征的定位方法,设计了基于光电编码器--磁航向传感器组合和LMS激光雷达的混合定位系统.使用扩展Kalman滤波技术完成了基于特征直线的机器人位置更新.通过计算机仿真,结果表明建立的混合定位系统和同时定位与地图创建方法是一种切实可行的全区域覆盖移动机器人的导航方法.     

基于单目视觉直线跟踪的SLAM实现

同时定位和地图生成问题(SLAM)是移动机器人的一个基本问题,有着广阔的应用背景.由于视觉传感器具有成本低、信息丰富的特点,是当前SLAM问题研究的一个热点.针对视觉传感器视野小、远距离观测精度低的问题,提出了一种基于直线跟踪的单目视觉SLAM算法.该算法通过对直线特征的近距离观测和跟踪,保证了定位的精度和地图生成的效率.在Pioneer3dx机器人平台上进行的实验研究表明,该算法尤其适合于结构化环境几何地图的构建.     

基于典型栅格地图的代价地图改进方法

针对具有多种路况的复杂环境,提出了一种基于栅格地图的代价地图构建方法。改进方法分别从移动机器人可通过安全性和可通过消耗性2方面对普通的布尔栅格地图进行改进。首先,建立以机器人与障碍物距离为变量的递减代价函数和以不同路况能耗占比为变量的代价函数;然后,根据2种代价函数确定每个栅格的代价值;最后,将生成的2种代价地图融合,得到改进地图。以A*算法为例,修改其估值函数以适应新的地图,通过仿真实验对比传统地图和改进地图下的路径规划情况。实验结果表明,相对于传统的栅格地图,改进地图下规划出的路径始终保持着距离障碍物的安全距离,并且对不同价值的道路进行了选择与规避,有效地保证了移动机器人在运动过程中的安全性,并且根据实际情况考虑了能耗代价改变了路径选择,实现了多路况复杂环境下的路径规划,验证了地图改进方法的可行性。     

结合视觉里程计的微小型空中机器人SLAM研究

经典的基于“平滑摄像机模型”的单目视觉同步定位与地图构建方法无法适用于具有复杂飞行模式的微小型空中机器人.针对这个问题,提出一种结合视觉里程计的单目视觉同步定位与地图构建方法.该方法通过视觉里程计直接估计机器人机载摄像机相对位姿变化,并将这些位姿信息嵌入基于EKF的单目视觉同步定位与地图构建算法中.同时,在采用视觉里程计进行位姿估计时,针对可能出现的退化问题,采用特征分类的策略,提高了估计的鲁棒性.将方法应用于一套真实的微小型智能无人直升机系统上,实验数据验证了方法具有良好的适用性和实用性.     

基于三位置超声波检测的改进强跟踪 UKF-SLAM 方法研究

针对移动机器人使用超声波传感器检测环境时存在干扰与数据不确定性问题,在分析超声波传感器工作原理和相邻位置检测数据的关联特性后,提出了基于三位置超声波检测的环境轮廓构建方法,利用超声波对室内环境进行建图;再使用改进强跟踪UKF-SLAM将超声波测量数据和移动机器人驱动模型进行滤波融合,得到更准确的位姿信息与地图特征。搭建仿真环境,并通过搭载有超声波传感器的全向轮移动机器人在实验环境内验证。仿真结果表明改进方法与其他算法相比,定位和地图构建的误差降低58.058%。室内实验中,获取环境特征的平均误差降低了50.286 3%,进一步验证了提出算法的可行性与有效性。该方法对机器人同步定位与地图构建有一定参考价值。     

一种新型移动平台动力学仿真与试验研究

构思了一种基于行星轮系的新型移动平台,运用Lagrange方法,建立三维实体模型和多刚体动力学模型,借助于动力学分析软件ADAMS求解动力学方程,在多种复杂地形中进行仿真试验,获得该新型移动平台动作过程中的动态响应和不同工况下的运动规律和振动形态,对结果进行分析,得出的结论,并通过实验证实,该新型移动平台的构思与设计方案是可行的.     

基于地磁场的室内定位和地图构建

提出了一种利用室内地磁场的空间波动来实现即时定位和地图构建的方法。为了能增加定位精度和减少计算量,本文依据地磁场传感器能够测量地磁3个正交方向上的分量和不同的权重计算方式改进了粒子滤波算法,并结合克里金法对地磁地图进行更新。在定位阶段,利用改进的粒子滤波来估计机器人的位置,算法的收敛速度每次约加快0.5 s和定位误差约减少3.5 m;在构造地图阶段,利用克里金空间插值法来实现的空间波动地磁地图的更新较其他插值算法更灵活,且经过插值后的地图更有助于提高机器人的定位精度。通过MATLAB仿真实验,证明了该方法能够准确快速地对机器人定位,并且通过机器人观测值和里程计数据实时地构建连续一致的地图。     

机电液一体化虚拟样机建模与协同仿真技术研究

为适应大型复杂机电产品的虚拟设计要求,借助单学科建模软件构建了机电液一体化系统的协同仿真平台.通过在某大型装备刚柔耦合的机电液一体化调平系统设计中的应用,表明该一体化仿真平台的构建是正确有效的,且具有广阔的应用前景.     

基于霍夫曼行程编码的 SLAM 算法

针对基于粒子滤波的SLAM算法生成的栅格地图存储效率不高的问题,提出一种基于霍夫曼行程编码的SLAM算法,以解决原有栅格地图的编码冗余和空间冗余问题。该算法在基于粒子滤波的SLAM算法基础上采用霍夫曼行程编码的地图表示方式,根据不同的应用场景,设计出两种霍夫曼行程编码地图的存储方式,当栅格地图的规模较小时,使用定长编码;当栅格地图的规模比较大时,例如大型商场环境,考虑使用变长编码,进一步增广了该地图表示方式的应用范围。仿真和真实场景实验表明,在一定条件下基于霍夫曼行程编码的SLAM算法最多能够减少94.8%的内存消耗,证明了该算法的可行性与有效性。     

基于双层A*算法的移动机器人路径规划

移动机器人导航控制理论和方法的研究,是决定智能移动机器人能否真正实现自主化、智能化的关键,一直以来也是机器人技术领域研究的重点和热点。A*算法作为一种比较成功的算法应用在了机器人的路径寻优和规划方面,但由于A*算法本身的计算特点决定,在栅格环境下A*算法规划出的移动机器人路径往往存在着折线多、转折次数多、累计转折角度大等问题。针对A*算法的缺点和不足,在其基础上,提出了一种双层A*算法,该算法将栅格地图分为高层栅格地图和低层栅格地图,对栅格地图进行了"局部合并地图"的构建,在算法中加入了栅格占据概率函数,通过低层与高层算法相结合得到最优路径。仿真结果表明在很大程度上解决了A*算法存在的问题,使移动机器人能够在复杂环境下应用该算法进行路径规划。     

多自动导引车路径规划的时空冲突约束A*算法

针对自动导引小车(AGV)在仓储物流搬运系统中的路径冲突问题,提出一种基于时空冲突约束的A*算法.先在拓扑栅格地图的基础上加入时间轴建立时空地图模型,再针对时空地图的特点和冲突约束条件重新设计A*算法的子节点扩展规则和节点评估函数.利用改进后的A*算法按照优先级顺序为各个AGV规划路径,规划完成一条路径后,用mark表记录其在时空地图中的节点信息,再利用改进后的A*算法结合mark表搜索新路径.通过仿真实验证明了该算法的有效性.     

全地形车车体结构动态特性有限元建模

针对全地形车车体结构动态特性分析时,有限元建模过程中发动机这一复杂形体三维模型建立及网格划分难度较大的情况。从有限元基本原理出发,找出了复杂形体简化模拟时对结果影响较大的质量、质心、转动惯量等参数。通过模拟仿真分析发现将复杂形体简化为相同质量、质心、转动惯量的简化形体仿真结果与实际最为吻合。在对全地形车车体分析时,采用该方法将发动机简化为相同质量、质心、转动惯量的长方体,实验结果和有限元仿真结果对比表明,该发动机简化模拟方法实用且可行,从而能达到在全地形车设计或改进阶段预测各种性能的目的,节约了大量的时间和成本。     

地图彩色扫描数字化技术研究与应用

纸质地图的彩色扫描数字化是获取地图数据的主要方法之一.介绍了一种基于CIS(接触式图像传感器)的彩色扫描技术,以及这种扫描技术应用于地图扫描数字化的主要技术特点.     

基于单目视觉的轮式机器人同步定位与地图构建

如何降低计算复杂度是视觉机器人同步定位与地图(SLAM)构建的热点问题.提出一种基于单目视觉的低计算复杂度的轮式机器人同步定位与地图构建算法.该算法在观测步通过图像处理与分析,识别特征点并进行定位,将轮式机器人的视觉投影与空间物体的几何关系转换为计算机器人相对特征点的距离和角度.整体算法步骤按照预测、观测、数据关联、更新、地图构建的递推算法进行同步定位与地图构建.提出的算法可识别环境目标,并进行平滑运动.在滤波观测步只处理单帧图像数据,和Active Vision和立体视觉方法相比,降低了算法的计算复杂度.     

8轮腿移动机器人平台设计及其运动学分析

提出了一种8轮腿式移动机器人平台,该平台可在平整地形环境下采用轮式行进方式,在非平整地形环境下采用轮腿复合行进方式,具备较强的地形适应能力。文中针对该平台进行了结构设计和运动学分析,并对逆运动学分析结果进行了仿真验证。     

地图色彩管理与设计系统

色彩设计和色彩复制是彩色地图生产出版的关键环节.色彩管理技术在彩色地图生产出版中应用后,不仅提高了印刷地图的质量,而且几乎杜绝了因色彩复制达不到要求而造成的返工.从基于色彩复制的角度,在分析彩色地图生产中色彩设计和应用规律的基础上,论述了地图色彩复制的基本原理和彩色地图生产中的色彩控制技术,以及用于彩色地图生产的色彩管理与设计系统的设计原理和基本功能.     

空间桁架CAD模型的线性骨架提取

空间桁架复杂的结构环境使得利用已有的方法很难实现其环境地图构建,制约着机器人的自主导航。三维CAD模型包含了桁架结构的所有特征信息,提供了比较准确的环境特征。提出通过提取空间桁架CAD模型的有用环境特征信息,使用OPENGL构建其线性骨架模型。首先,由空间桁架结构的三维CAD模型导出SAT格式的交互文件,搜索交互文件从而提取出三维图元的数据并保存;通过对数据进行运算利用OPENGL构建出桁架结构的线性骨架,完成桁架结构全局环境地图构建。该方法能为攀爬机器人路径规划与导航提供理论依据。