激光辅助智能车障碍物探测方法研究

在智能车视觉导航系统中,为了能够快速精确地探测到智能车前方障碍物,并恢复出障碍物表面的三维信息,提出了一种基于激光辅助的主动探测方法.该方法首先用激光发射器向空间障碍物发射多线激光光条,然后用摄像机观测图像中光条的扭曲,线条断开的位置经过一定的三角几何计算就给出障碍物的尺寸信息.实验结果表明,该方法能够快速准确地探测到障碍物并恢复出其表面三维信息,具有很强的鲁棒性.     

一种RVM的INS参数长期稳定性预测与补偿方法

为提高惯导系统参数长期稳定性,降低人工标定成本,增强惯导系统使用效能,提出一种基于相关向量机的惯导系统参数长期稳定性预测和补偿方法,选择均值和标准差作为参数稳定性的性能指标.而对于均值随时间变化具有明显规律的参数,采用RVM方法对存贮时间较长的参数稳定性均值进行回归建模,根据模型对存贮时间较短的参数稳定性进行性能预测和标定参数补偿．最后对惯导系统中重要参数加速度计标度因数长期稳定性进行建模预测和参数补偿,补偿后结果显示,间隔时间约6个月的参数稳定性均值性能提高了50.90％,验证了所提方法具有很好的实际应用价值,且表明使用该方法能够代替人工标定,以增强惯导系统使用效能．     

自适应惯性权重的改进粒子群算法

针对标准PSO算法求解高维非线性问题时存在的大量无效迭代(经过一轮迭代后全局最优位置保持不变),提出了一种自适应惯性权重的改进粒子群算法。基于单次迭代中单粒子运动状态的分析,提出并证明了论点:上一轮迭代适应度值变差的粒子,当前迭代中其惯性分量将引导粒子往适应度值变差的方向运动,导致粒子群体无效迭代次数增加。设计了标准PSO算法改进方案,将上一轮迭代中适应度值变差的全体粒子的惯性权重置为零,消除当前迭代中不利惯性分量对算法收敛的不良影响。采用6个标准测试函数,将该算法与标准PSO算法、固定惯性权重PSO算法和具有领袖的PSO算法进行性能对比分析。试验表明,该改进算法无效迭代次数更少,在收敛率、收敛速度和收敛稳定性上均具有明显的优势。     

利用X射线脉冲星的星间差分联合定位方法简

Relative navigation traditionally using inter-satellite links demands higher inter-satellite time synchronization, and has no ability of absolute positioning and timing. In this paper, we propose a relative navigation model of X-ray pulsar-based co-localization. The main satellite receives the radiation pulse signal from X-ray pulsars, and sends the arrival time and individual pulse's feature to adjacent satellites through inter-satellite links. Then by detecting the inter-satellite time difference of X-ray pulsar signals we can establish the location equation to find the inter-satellite relative position. We deduce the error correction equation of the pulse TOA prediction model and analyze the identifiability of individual pulses of the pulsar. The method proposed in this paper is less influenced by the TOA prediction model, ephemeris error, etc. It is helpful for achieving on-line self-adaption correction of the TOA prediction model and combined orbit determination of satellite constellation.     

SINS/GPS组合导航方法设计

根据SINS/GPS组合导航的基本原理,重点研究联合卡尔曼滤波方法在组合导航中的应用,基于最优化理论的数据融合技术,通过分析纯惯性导航系统的误差,建立了组合导航系统的误差模型,设计了高可靠性、易于工程实现的简化联合卡尔曼滤波器和对应的数据融合算法。并对该导航系统进行了动态实验,结果表明组合导航能有效抑制导航参数误差,提高导航精度。     

轨道空间线形的运动检测算法

基于惯性测量平台,对惯性测量单元(IMU)信息进行等空间采样.采用经验模态分解算法(EMD)消除信号中的干扰成分,设计数字积分器对惯性信息进行积分计算,获取相对空间运动轨迹.实验结果表明:上述方法所测量的轨道三轴绝对位移精确度大于97.17%.     

矿用自卸车车架的有限元分析及优化设计

根据某大型矿用自卸车车架的结构样式,建立了车架的有限元模型,并采用惯性释放法计算出不同工况下的车架应力分布情况。同时,对矿山上运行的矿车车架进行了应力测试。对比车架应力分布的实验结果和仿真结果,发现车架的应力误差基本上控制在10%以内,从而验证了有限元分析车架应力的有效性。为了改善车架的性能,设计了车架拓扑结构,并通过结构优化,得到了可靠的车架结构,最后通过仿真分析验证了改进后的车架性能有了大幅度提高。     

自主移动机器人局部优化导航算法研究

自主移动机器人在未知环境下需要依靠自身装配的传感器不间断地获得周围环境信息,辨别出障碍物的位置,进行计算和自主决策.现有导航算法在面临U型等复杂环境时容易在僵死路径上产生反复,导致导航不能继续.文中提出了一种基于模糊逻辑的局部优化导航算法,采用"辨识-记忆"策略来处理传感器信息.在路径规划中保留最近走过路径的位置和角度特征等相关资源,形成"记忆".当前规划路径形成死区并反复运行时,会形成"辨识"并重新规划路径和导航决策以避免障碍物碰撞.在Webots Pro和Matlab下设计仿真实验,结果表明移动机器人在模糊规则指导下能有效避障和避免死区现象,实现较好的自主导航.     

基于下垂曲线截距调整的直流微电网自适应虚拟惯性控制

为了改善直流微电网的电压稳定性和动态性能,降低控制系统的复杂性,提出一种基于下垂曲线截距调整的直流微电网自适应虚拟惯性控制(AVIC)方法.在反正切函数中嵌套幂函数,根据电压和电压变化率的动态变化调整下垂曲线的截距,以控制换流器快速释放或吸收功率,从而为直流微网提供惯性支持.建立含AVIC的四端直流微电网小信号模型,并通过根轨迹分析揭示主要控制参数对系统稳定性的影响规律.最后,通过硬件在环仿真验证了所提方法的有效性.     

小波变换法在姿态解算中的应用

在惯性导航系统中,为提高陀螺仪的姿态测量精度,抑制低频噪声的影响,提出采用小波变换法融合陀螺仪、加速度计数据解算姿态角。首先将陀螺仪采集的数据进行2层小波分解,剔除低频分量和不稳定的信号,并和高频分量重构,得到滤波后的陀螺仪数据。然后利用加速度计采集的数据解算姿态角,用来不断迭代初始四元数,由初始四元数求出重力向量,再由重力向量叉积求出误差,并作PID控制来修正陀螺仪的角度。最后把修正和滤波后的陀螺仪数据用龙格库塔法计算新的四元数,用该四元数进行负增益调节,最终解算出精确的姿态角。仿真结果表明,解算姿态角的精度提高了80%,可以有效地抑制低频噪声,更加精确地计算姿态角,从而进一步提高导航系统的定位精度。