双轮差动机器人曲线算法设计与实现

针对非完整约束系统的双轮差动机器人转向不灵活、绕过障碍时行进速度不连续这一问题,分析了双轮差动移动机器人运动学模型,提出了路径规划圆弧化的方法;在此基础上设计的圆弧控制算法,使机器人能够连贯绕过障碍,匀速达到目的地;算法使机器人的平均速度由O.9 m/s提高到1.6 m/s,满足了对机器人快速机动的要求,缩短了行进时间,仿真结果证明了上述控制算法的可行性,并且该运动控制算法已应用于Robocon比赛。     

一种舰船下方磁场的信号重构及换算方法

为了实现对舰船磁场信号的准确重构及换算,在缩比模型试验数据分析的基础上,对磁性处理后的船模磁场时频特性进行分析,建立起截止频率与最大能谱的关系,得到采样间隔与船长间的数学模型,提出适用于磁场的最大采样间隔计算方法,结合磁体模拟法进行磁场深度换算完成对该文方法的验证。结果表明,该方法对目标形状鲁棒性好,水面舰艇和水下潜艇目标皆适用,在较大采样间隔条件下能完成较高精度的信号重构,当由浅向深进行换算时,换算误差皆小于7%,当换算的基准深度不小于3倍船宽时,能完成由浅向深和由深向浅双向的磁场换算,换算误差均小于10%。     

基于解析法的电磁发射弹丸内膛磁场分布特性分析

电磁轨道发射装置膛内的磁场分布特性对制导弹丸的器件布局设计非常重要。对电磁轨道发射装置膛内的强磁场环境进行了分析,基于毕奥-萨伐尔定律推导了考虑弹丸运动位移和电流趋肤深度下膛内磁场的计算公式。通过时谐分析方法并采用数据拟合的方式得到了电感梯度与电流频率和弹丸运动位移的函数关系,用以分析弹丸的内弹道运动特性。采用时频分析方法得到了电流趋肤深度随时间的变化关系,从而建立了弹丸中轴线磁场分布特性求解的三维解析计算模型。以实验室的电磁发射装置为例,采用试验电流数据作为输入,对内膛弹丸处磁场分布特性进行解析计算。结果表明：弹丸中轴线的磁感应频率在450 Hz以下,磁感应强度峰值达到0.4 T,并沿弹丸长度方向迅速衰减,100 mm处的磁场基本降为0. 利用磁探针的测试数据验证了理论计算模型的正确性。     

融合机载LiDAR和高光谱影像的土地利用分类

高光谱影像具有丰富的波谱和纹理信息,机载LiDAR点云数据包含了地物高密度、高精度的三维信息。分别从两种数据中提取地物的光谱特征、纹理特征和高度特征,并进行不同的特征组合,然后采用随机森林分类器进行地物分类实验。结果表明,机载LiDAR点云和高光谱数据在地物分类方面具有很强的信息互补性;融合了LiDAR高度特征的总体分类精度和Kappa系数均优于仅使用高光谱影像,其中“PCA+NDVI+GLCM+CHM”的特征组合总体分类精度和Kappa系数最高,分别为85.96%和0.81;与未加入LiDAR特征的组合相比,总体分类精度提高了5.33%。     

CMT电弧增材制造Inconel 718高温合金成形工艺研究

Inconel 718高温合金具有组织稳定、抗热腐蚀、高温下强度高的特点,可以应用于高温、复杂应力等苛刻环境。文中以CMT电弧增材制造技术为研究对象,以Inconel 718高温合金为成形材料,探索工艺参数影响成形形貌的内在机理,采取电流电压信号采集、高速CCD拍摄熔滴过渡行为的方法,通过控制变量法研究不同工艺参数下的熔滴过渡行为,在此基础上分析工艺参数对单层焊道成形的影响。研究发现：较大的送丝速度成形质量更好,且利于搭接,同时伴随着大量的飞溅;当焊丝伸出长为10 mm时,可获得最小的单道熔宽;对单层单道熔覆层成形影响的大小顺序为送丝速度大于焊丝伸出长。     

电磁发射中导轨温度时空分布规律的实验研究

合理地设计导轨冷却系统需要了解电磁发射过程中导轨温度的时空分布,为此,设计并搭建了基于光纤光栅的导轨温度测量系统,测量了导轨多处的温升数据。依据延时测温数据,推测了导轨温度分布及演化规律。结果表明:导轨体电阻的焦耳热是热量比重中最大的部分;整个导轨上热量分布不均,电枢起始位置附近的热量最高;热量率先在导轨横向截面达到平衡,再逐步向两端传导耗散。结论为验证、修正导轨温度场仿真模型及设计导轨冷却系统提供了依据。     

连续电磁发射过程中轨道受力分析

获取电磁轨道发射器轨道受力特性是分析轨道材料失效机理及极限安全连续发射边界的前提。通过建立电磁-温度-应力多物理场耦合计算模型,得到了动态发射过程中包括电磁力、温度应力和预紧力的多成分轨道应力载荷时空分布特性。分析结果表明：轨道受到的电磁力载荷在脉冲电流平顶沿电枢经过位置基本上均为峰值;轨道热量主要集中于电枢运动起始段,且热量密度在脉冲电流上升段结束时刻附近电枢经过位置达到最大值;轨道在脉冲电流上升段结束时刻附近电枢经过位置受力最为严酷;喷淋冷却可有效降低轨道中的温度应力;最优的预紧力大小以恰好满足动态发射时轨道与绝缘支撑体不分离使身管保持整体式稳定结构为判据。     

基于人脸角度估计的多观察视频合并

对特定人物进行观察记录时,由于被观察对象处于运动状态,需要通过布置多个观察源来充分采集其行为信息,这导致大量冗余信息的存储,同时不利于后续对视频的检索和对被测对象行为的分析.为此,提出了一种基于人脸角度估计的多观察视频合并方法,通过对多个观察视频的拆分、人脸检测、人脸角度估计和重组,获得单一的包含被观察对象正面行为的观察视频,然后进行存储.通过实验验证了算法的可行性,同时讨论了多观察源采集视频不同步带来的影响.     

ER120S-G高强钢电弧增材制造的工艺优化

针对ER120S-G高强钢电弧增材制造搭接间距的工艺优化问题,采用脉冲熔化极气体保护焊(GMAW-P)工艺,对5组单层焊道进行Canny边缘提取和高斯平滑滤波,并选用不同函数对单道形貌进行拟合。比较了常规搭接模型和优化的斜顶搭接模型,并计算出它们的最优搭接间距。研究结果表明,对于高强钢GMAW-P工艺,采用正弦函数拟合焊道边缘的效果最佳,并且采用优化的斜顶搭接模型得到的最优搭接间距为0.66倍的单道宽度。基于上述优化结果试验成形了多层多道块体样件,成形表面质量良好无缺陷,块体组织主要为针状铁素体、粒状贝氏体以及M-A组元等,抗拉强度呈现一定的各向异性。