基准地图测绘下的视觉导航算法

针对GPS 信号拒止环境下自主导航定位问题,提出一种基于全局定位基准地图测绘的视觉导航算法。在 卫星导航信号可用时,利用同步定位与制图(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法对使用场景制图,利 用时间戳与实时动态定位技术(real-time kinematic,RTK)将全局定位数据进行对齐,使用在线SLAM 算法载入全局 定位基准地图并进行全局范围内的导航定位。实验结果表明：该算法只需依赖视觉图像数据即可完成全局定位,其 定位和导航精度达到亚米级,导航与定位的误差平均值为0.36 m,均方差为0.31 m,满足实际应用要求。     

炸药动态流散性自动测试系统的研制

在分析炸药动态流散性技术要求的基础上,针对炸药分步压装工艺过程中动态流散性难以测量的问题,提出了基于三维重构和动态称重技术的自动测试系统的总体设计方案。文中采用了一个炸药分步压装模拟单元,模拟分步压装机的工艺过程,设计了包括动态称重、图像采集与处理和控制在内的测控系统,实现了炸药压装工艺过程中动态流散性的测试。测试结果表明该系统设计合理、性能稳定,可用于粉末状物品的动态流散性研究领域。     

高动态运动目标参数摄像测量方法与系统

提出了一种基于对极几何约束和竞争判决机制的多目标轨迹联接技术,设计并实现了一种高动态、高精度的多目标六自由度运动参数测量系统.该系统通过多台数字式高速摄像机从不同方向拍摄高动态运动目标,对采集到的序列图像进行分析,交会计算得到目标的三维六自由度运动参数,并可将三维结果可视化输出显示.本成果已成功应用于某国家重点科研任务,完成了大量高动态目标运动参数测量.     

统计特性突变下的机器人同步定位与地图构建

针对未知环境中,机器人同步定位与地图构建( SLAM)时,系统的统计特性发生突变问题,提出了一种基于非线性交互式多模型(IMM)的SLAM算法。该算法的主要思想是：用多个非线性高斯模型近似非线性非高斯模型;每个模型都采用扩展卡尔曼滤波(EKF)对非线性系统线性化;在每一步采用IMM方法获得融合估计值;从而演化机器人的SLAM. Monte Carlo仿真结果表明,在过程噪声均方根误差、量测噪声均方根误差和两者噪声均方根误差都发生变化的情况下,与EKF-SLAM算法和快速SLAM算法相比,该算法具有更好的估计精度。     

中远距空空导弹射后效能动态评估

针对中远程空空导弹发射后的效能评估问题,文中提出了基于导弹射后攻击区的动态效能评估方法,阐述了动态评估的方案、原理和模型.并基于某型中距空空导弹数学模型,验证了在典型空战态势下该评估方法的作用.仿真表明,基于射后攻击区的动态评估技术能够为飞行员提供更多态势信息,有利于提高作战效能.     

一种基于ROS 的分布式安防巡逻机器人系统

针对目前安防巡逻机器人系统中对机器人主控机负载能力要求较高的问题,设计一种基于机器人操作系 统(robot operating system,ROS)的分布式安防巡逻机器人系统。将同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)节点以及视觉识别节点分布于局部ROS 网络中的机器人主控机和远程监控端,SLAM 方面采用 gmapping 算法实现动态环境中的地图构建以及机器人的定位;视觉识别方面采用TensorFlow 深度学习框架,利用 TensorFlow Object Detection API 实现场景里多个物体的识别。结果表明,该系统为基于ROS 的分布式安防巡逻机器 人系统的设计提供了参考。     

基于增量动态逆的无人机着舰控制方法

针对舰载无人机着舰过程中的甲板运动、舰尾流等问题,提出一种基于舰机相对运动的舰载无人机增量动态逆着舰控制方法。在舰机相对运动和相应几何关系的基础上,推导出甲板运动情况下的相对下滑角与绝对下滑角之间的数学关系,从而实现对理想着舰轨迹线的精确跟踪;设计增量动态逆控制律,在充分利用测量信息的基础上摆脱对模型精度的过度依赖,在保证跟踪精度的同时能够有效降低计算负荷。仿真结果表明：该方法能够精确跟踪理想着舰轨迹,有效降低甲板运动对着舰精度的影响,同时设计的增量动态逆控制器具有较强的鲁棒性。     

高g值加速度计动态线性度标定方法研究

针对高g值加速度计动态线性度标定问题,对基于霍普金森杆的标定系统所存在的技术问题进行了研究。为实现双子弹同步撞击标定杆从而产生标定所需的叠加信号,提出了单一炮管同步发射双子弹的方法,利用防止内外2发子弹相互滑动的紧固措施,有效地实现了双子弹撞击的同步性。运用有限元方法系统研究了子弹几何形状、材料、冲击速度和整形器的使用对高g值加速度计标定中的激励脉冲波形的影响机制,进而总结出双子弹标定系统子弹选择和波形控制方法。结果表明：在双子弹标定系统中,为了对加速度计进行某一频带上的动态线性度标定,可通过改变双子弹相对截面积或冲击速度的方式改变g值,通过改变子弹材料的方式改变标定频带。最后,利用提出的单炮管双子弹霍普金森杆标定系统对988-1198型加速度计的动态线性度进行实测,效果良好,证明了该方法的可行性。     

视情维修条件下的多状态控制单元可用性建模与分析

针对传统可靠性分析方法难以描述系统动态特性的问题,提出了一种基于多状态动态贝叶斯网络的视情维修可用性建模方法。在定义多状态元件的基础上,构建了基于Markov模型的视情维修状态转移模型,并引入了吸收状态。通过构建多状态动态贝叶斯网络模型,确定了无维修、完全维修、不完全维修、视情维修和吸收状态下的状态转移关系,并根据串联和并联逻辑关系对条件概率赋值。以某控制单元为例,构建动态故障树模型、动态贝叶斯网络模型,确定控制单元与元件在不同维修方式下的可用度变化规律,通过重要度分析发现了可靠性设计中的薄弱环节。仿真分析表明：视情维修的引入使得控制单元与元件相对于完全维修与不完全维修具有更高的可用度;吸收状态的引入可以预测退化状态可修元件的可用度变化趋势,为维修换件提供理论指导。     

考虑驾驶仪动态特性的多飞行器编队构型控制方法

针对多枚飞行器的空间编队构型控制问题，综合考虑外部扰动和飞行器驾驶仪一阶动态特性，基于虚拟结构法设计了有限时间收敛的控制律。基于微分几何理论，对飞行器的非线性运动方程进行了精确的线性化处理，得到了解耦的双积分系统；建立了飞行器的跟踪误差矢量模型，采用滑模扰动观测器估计系统扰动，设计了一种新颖的二阶滑模控制律，可保证编队系统渐近收敛并在期望时刻形成最终构型；结合飞行场景，为满足对远距离目标的定位需求，给出了所需满足的空间构型约束条件，并得到了各飞行器在弹目视线坐标系下的期望终端位置矢量。仿真结果表明，所提控制方法可有效消除系统干扰和驾驶仪动态特性的影响，实现视线系下系统构型的高精度控制，蒙特卡洛仿真则进一步验证了控制方法的鲁棒性。     

某小型战术导弹系统误差分析方法研究

比较了导弹系统分析与设计中常用的3种误差分析方法,指出统计线性化伴随方法可以提高误差分析的效率.研究了统计线性化伴随方法在小型战术导弹控制系统误差分析中的具体运用方法.仿真结果表明,与传统的误差分析方法相比,此方法可以大幅度提高效率.     

高动态猝发扩频信号的快速捕获

针对扩展频谱通信应用于空空导弹数据链时,如何实现在高动态猝发条件下扩频信号和载波的快速同步提出了一种解决方案,并对其关键技术进行了分析,经过测试,本方案可以较好地实现在低信噪比、大多普勒频移下信号的快速、准确的捕获和同步。     

以火药为能源的炮口式火炮动态后坐技术研究

在分析国内外以火药为能源的火炮动态后坐技术现状的基础上,设计了置于火炮炮口处的火炮动态后坐发生装置。以某型地面火炮为例,建立了该方法的内弹道计算模型,并进行了内弹道方程组的诸元解算,并以某型地面火炮炮身为研究对象,基于有限元仿真软件ABAQUS对火炮动态后坐过程中的火炮身管进行了有限元仿真,同时也进行了多次以火药为能源的火炮动态后坐试验。仿真和试验结果均证明,结构设计合理、可靠,满足火炮动态后坐性能检测要求。     

火箭飞行速度与射流冲击作用关系研究

通过CFD仿真分析了火箭飞行速度与射流冲击作用的关系,利用动网格技术模拟火箭不同的飞行速度;将定常计算方法和动网格方法计算结果对比,指出了两种方法的计算结果产生差异的原因并给出了特征位置选取方法;计算结果表明：不同火箭飞行速度条件下,冲击作用变化趋势基本相同但载荷峰值与飞行速度成反比;定常计算方法可以得到与动网格方法相近的结果,但如果计算的特征位置选取不当会出现较大差异;依据自由射流计算结果确定特征位置可以使两种方法计算结果较为接近。     

基于BTT控制的无人水下航行器动力学模型

针对传统采用侧滑转弯（STT）控制技术的无人水下航行器（uuv）快速机动时由于侧滑产生较大诱导力矩及其自动驾驶仪三通道间产生较强的耦合而降低其控制系统稳定性的问题,提出了采用倾斜转弯（BTT）控制技术的改进方法。根据UUV的航行动力学模型与倾斜转弯控制的特点,对UUV空间动力学方程进行了必要的简化,得到了基于BTT控制技术的UUV动力学模型,并从自动驾驶仪设计的简便性出发,提出了利用其法向过载作为状态变量的全状态可测量数学模型,为进一步设计基于BTT控制技术的UUV控制系统提供参考。     

一种新的动网格更新技术及其应用

针对计算流体力学中的各种动网格更新技术进行了综合分析,提出了一种域动分层法的动网格更新技术,对该技术的原理进行了阐述.应用该方法对导弹在同心筒内的垂直发射过程以及液压缸的缓冲过程进行了数值模拟.结果表明,该方法正确可行,结果精确性较高,可实现含复杂外形流场情况下的动网格应用,相对局部网格重组法可使数值模拟速度加快2倍左右.     

ROS/Gazebo 在SLAM 算法评估中的应用

为解决对即时定位与地图构建(simultaneous location and mapping,SLAM)算法进行评估时难以获得精确 的机器人实际运动轨迹和环境参数的问题,使用ROS/Gazebo 仿真软件进行评估。通过ROS/Gazebo 软件建立配置有 多种传感器的机器人模型和参数已知的仿真环境,让机器人模型在仿真环境中运行并收集传感器信息以形成数据集, 使用该方法对2 种2D 激光SLAM 算法进行评估分析。结果表明,该方法可有效解决上述问题。     

一种基于多波束测深仪的水下同步定位与地图构建方法

数据库辅助导航系统（DBRNS）可以校正惯性导航系统（INS）的累积误差,是自主水下潜航器的重要辅助导航手段,但DBRNS的有效运行依赖于高分辨率的基准图。为解决这一问题,提出一种基于多波束测深仪的图优化同步定位与地图构建（SLAM）方法。该方法在通用图优化SLAM方法的前端部分增加误匹配检测模块,减少了错误闭环对结果造成的不良影响。此外,新方法将局部灰度值编码算法用于闭环检测模块以提高闭环检测的精度。基于真实海底地形图的仿真实验结果表明,相对于通用图优化SLAM方法,采用新方法对INS轨迹进行校正可以取得更高的定位精度。     

基于软后坐技术的某自动迫击炮动力学分析

结合某自动迫击炮采用软后坐技术的特点,建立了炮闩浮动式自动机动力学仿真模型,通过连发射击数值模拟,对内弹道时期炮闩前冲击发过程、自动机运动规律及后坐阻力、迟发火造成的影响等进行了综合分析.结果表明,采用了与软后坐技术相匹配的技术措施后,该炮在正常射击时的后坐阻力可以控制在15 kN以下,迟发火时的最大后坐阻力被控制在25 kN以下,提高了软后坐技术在自动迫击炮上的应用效果.