湍流模型和网格分布对水下航行体回转水动力数值计算的影响

针对水下航行体安全操纵设计的关键环节水动力预报,用FLUENT求解不可压缩RANS方程,采用定常旋转运动坐标系,运用相对运动理论和运动叠加原理,计算RNG k-ε,可实现k-ε和SST k-ε等3种湍流模型以及不同网格分布对水下航行体做单平面回转运动所受垂向力和纵倾力矩,并与试验结果比较.结果表明在Re=11.7×106条件下,垂向力和纵倾力矩预报精度较高.该数值预报方法可行、有效,具有较好的工程实用价值.     

面向船舶运动控制仿真的网络数据库系统

构建一个基于JSP+JavaBean的B/S体系结构的船舶运动的网络数据库,给船舶仿真提供一个与用户交互的平台,使用SQL Server 2005,结合Ajax+JavaScript技术,主要采集模拟船舶运动仿真过程所需的参数、显示船舶运动状态参数以及运行轨迹,并可以方便地对船舶、操舵员(用户)等进行信息管理.     

ACS运动控制器运动实时暂停功能的实现方法

提出了一种ACS运动控制器运动实时暂停功能的实现方法。该方法通过将大的程序段按时间细分成细小段轨迹运动程序,然后在各细小段轨迹运动程序之间加入条件控制语句,使各细小轨迹运动程序段逐条载入到运动命令队列中,从而有效控制整个程序的运行,实现运动实时暂停功能。该方法已在基于ACS运动控制器的卷簧机数控系统中得到应用,取得了理想的运动实时暂停效果,且未出现明显的累积误差。     

嵌入式三轴运动控制系统的以太网通信实现

研究了嵌入式三轴运动控制系统的以太网通信问题;采用LM3S9B92微控制器设计主控制器和各轴电动机控制器,通过移植实时操作系统μC/OS-Ⅱ和TCP/IP协议栈LwIP,实现主控制器与各轴电机控制器之间的信息交互;按电动机控制数据传输紧急程度要求不同,在以太网MAC层之上建立调度表,优先传输紧急数据,提高三轴运动控制系统实时性;实验结果表明嵌入式三轴运动控制系统实现了以太网数据的无差错传输,并且在重载情况下时间延迟大约为系统改进前的72%,改进了系统的实时性。     

逆向工程点云数据采集系统设计及应用

针对目前四轴激光测量机的不足,设计了一种五轴逆向工程点云数据采集系统;在四轴的基础上增加了激光测头的旋转轴,采用基于PCI总线的运动控制系统及USB总线的数据采集系统,并植入了图像采集系统,通过二次开发技术利用Windows的应用程序编程接口函数对扫描范围进行自动识别;软件系统使用了采集路径规划及测量数据优化处理算法;在原始数据测量及曲面反求建模两个方面进行了实例应用,零件大斜度面和垂直于工作台的表面均能覆盖测量,并且所有点云数据是一次测量完成,实验结果验证了本系统的可行性与稳定性。     

基于ARM和DSP的嵌入式运动控制器设计与实现

针对基于PC机和专用运动控制卡的传统数控系统的不足,提出了ARM微处理器(S3C2440)和数字信号处理芯片DSP(TMSC6713)双CPU主从式结构硬件平台,嵌入式Linux操作系统软件平台构建嵌入式运动控制器的方法;分别介绍了此嵌入式运动控制器主从控制板的硬件结构设计;软件方面,在Linux2.6内核环境下设计了FPGA的驱动程序,并给出了基于MiniGUI的人机界面设计以及DSP软件实现的程序结构框架;测试结果表明,该运动控制器工作可靠、运算能力强、结构灵活,精度达到1μm,在实践中有一定的借鉴意义。     

基于机器人运动模型的EKF-SLAM算法改进

针对两轮驱动机器人运动模型定向误差的累积问题,提出改进的三轮驱动机器人运动模型,对EKF-SLAM算法的一致性进行改进;该模型通过对机器人车轮线速度的解耦运算,将机器人运动过程中的旋转角速度提取出来并作为系统的控制输入之一,从而可以直接得到各个控制时间间隔内的机器人姿态角变化,很好地避免了机器人定向误差的累积;最后,基于归一化估计方差的检验标准进行实验,验证了三轮驱动机器人运动模型有效提高了EKF-SLAM算法的一致性。     

基于运动信息自适应的快速运动估计算法

UMHexagonS是H.264视频编码标准中所采用的快速整像素运动估计算法,但在许多实时场景的应用中,该算法还明显存在搜索点数过多、搜索速度较慢的缺憾,急需进一步的改进和优化。在UMHexagonS算法的基础上,提出一种基于运动信息自适应的快速运动估计算法。使用动态搜索窗为不同尺寸的块自适应地分配预测搜索窗;根据当前块的运动剧烈程度选择运动类型自适应的搜索方案;通过分析实际运动序列水平、垂直方向的偏向特性依次采用带方向的十字型搜索和自适应的矩形—菱形搜索;利用预测运动矢量的方向信息采用自适应的多层次八边形区域搜索;并依据块的尺寸大小采用自适应的六边形搜索。实验结果表明,本文算法相比于UMHexagonS算法而言,图像的峰值信噪比(PSNR)平均提高了0.0125 dB,同时运动估计时间减少了13%32%,其场景自适应能力和实时性能都得到了很大的增强。     

曲线运动SAR成像算法研究

研究合成孔径雷达曲线运动时的优化成像质量问题。提出了一种结合了惯导加速度参数和根据回波数据两种运动补偿曲线运动合成孔径雷达成像算法,提高了成像质量。首先研究了合成孔径雷达曲线运动时的目标模型,分析了惯性导航系统的原理,并以频谱分析的子孔径成像为基础,加入运动补偿等辅助处理。进行仿真,根据一组仿真参数和曲线轨迹生成仿真回波数据,证明仿真成像算法的有效性。系统运算简单,可为曲线运动时的合成孔径雷达实时信号处理系统系统设计提供依据。     

Path-planning strategies for a point mobile automaton moving amidst unknown obstacles of arbitrary shape

The problem of path planning for an automaton moving in a two-dimensional scene filled with unknown obstacles is considered. The automaton is presented as a point; obstacles can be of an arbitrary shape, with continuous boundaries and of finite size; no restriction on the size of the scene is imposed. The information available to the automaton is limited to its own current coordinates and those of the target position. Also, when the automaton hits an obstacle, this fact is detected by the automaton's tactile sensor. This information is shown to be sufficient for reaching the target or concluding in finite time that the target cannot be reached. A worst-case lower bound on the length of paths generated by any algorithm operating within the framework of the accepted model is developed; the bound is expressed in terms of the perimeters of the obstacles met by the automaton in the scene. Algorithms that guarantee reaching the target (if the target is reachable), and tests for target reachability are presented. The efficiency of the algorithms is studied, and worst-case upper bounds on the length of generated paths are produced.Supported in part by the National Science Foundation Grant DMC-8519542.