基于红外相机和毫米波雷达融合的烟雾遮挡无人驾驶车辆目标检测与跟踪

战场环境下无人驾驶车辆的感知系统易受烟雾、扬尘等天气的影响,对关键目标的检测与跟踪能力大大下降,造成目标漏检、目标误检、目标丢失等严重后果。针对该问题,开发毫米波雷达和红外相机融合系统,采用目标级融合方式建立简洁有效的融合规则,提炼和组合各传感器的优势信息,最终输出稳定的目标感知结果。对毫米波雷达的目标进行有效性检验和提取,并提出改进的基于密度的含噪声空间聚类应用算法,以减少毫米波雷达噪音干扰。以YOLOv4网络为基础,引入MobileNetv2主干网络,在网络训练过程中运用迁移学习方法,同时对红外数据样本进行扩充,解决了红外图像训练样本少的问题。试验结果表明,相较于仅基于红外相机的算法,融合检测算法在烟雾环境下的精度显著提升,且算法实时性高,实现了烟雾环境下毫米波雷达与红外相机融合的目标检测与跟踪,提高了无人驾驶车辆目标检测与跟踪系统的抗烟雾干扰能力。

基于V-REP自动垂直泊车的教学仿真实验

泊车对驾驶员的操作技能有很高的要求,自动泊车系统的出现能够很好地解决这一问题,帮助驾驶员安全精准地完成泊车操作。该文对典型的自动垂直泊车进行仿真研究,针对标准和狭窄停车通道的垂直泊车,研究了C字型与人字型的泊车规划路径算法。基于机器人仿真平台(virtual robot experimentation platform,V-REP)搭建了典型的泊车仿真场景,利用用户数据协议(user datagram protocol,UDP)构建V-REP与MATLAB之间的通信,开展了V-REP与MATLAB的联合仿真实验,充分展示了自动垂直泊车的泊车过程,总结了垂直泊车的路径特点,对自动垂直泊车进行了可视化演示。此外,基于该平台为学生提供了虚拟仿真实验环境,激发了学生对无人驾驶的学习兴趣和勇于探索的精神,提高了学生的操作能力与创新思维能力,获得了良好的教学效果。

基于滑动参数实时估计的履带车辆运行轨迹预测方法研究

要实现履带车辆的无人驾驶,在轨迹规划阶段需要准确预测其未来一段时间内的运动轨迹,然而履带与地面之间的滑动使车辆运动轨迹的准确预测变得非常困难。通过研究转向过程中履带接地段的运动,建立基于瞬时转向中心的履带车辆运动学模型。针对车辆的相对位姿是滑动参数的泛函,雅可比矩阵难以求解的问题,通过对泛函微分方程线性化,推导了雅可比矩阵的解析解。根据车辆相对位置计算值和测量值的差值,运用Levenberg-Marquardt算法迭代求解滑动参数,并结合给定控制序列预测未来一段时间内车辆的运动轨迹。该方法不需要提前知道土壤参数,并且能够实时估计滑动参数,以适应路面变化。实车试验结果表明,与传统轨迹预测方法相比,利用该方法预测车辆轨迹时,车辆位置偏差减少30%以上。

平流层极涡变化与我国冬季气温、降水的关系

利用国家气候中心提供的1951-2010年逐月环流指数资料,分析了北半球极涡强度指数、面积指数和中心强度指数的相关关系,并通过极涡强度指数的变化讨论了冬季北半球极涡强度的时间变化特征。结果表明,冬季极涡强度指数与面积指数和中心强度指数有较好的相关性,能够更好地反映冬季极涡强度的变化特征;冬季极涡存在准13年的年代际振荡周期,准5年的年际振荡周期在20世纪90年代后期较为明显。结合气温、降水观测资料和NCEP/NCAR月平均再分析资料,探讨了极涡强、弱不同年份我国冬季气温、降水和大气环流形势的变化。相对极涡弱值年而言,极涡强值年我国北方地区、东部地区特别是东北地区的气温偏高,西南大部分地区的气温偏低,长江流域和华南地区的气温变化不明显;我国南方地区降水偏多,长江中下游和华南地区的降水偏多最为明显,北方地区的降水略有减少;500hPa高度场上高纬度地区的位势高度降低,中高纬度的位势高度升高,冷空气向极地聚集,东亚大槽减弱,我国东北和东部地区的气温偏高;同时东亚冬季风减弱,湿空气向我国内陆输送,长江流域和我国南方地区的降水偏多。

基于有限状态机的智能车辆交叉口行为预测与控制

提出一种智能车辆交叉口行为预测与控制方法.建立交叉口车辆行为预测的有限状态机(FSM)模型,对交叉口其他车辆的行为进行预测.构建应用于智能车辆的混合状态系统,引入有限状态机模型,结合智能车辆交叉口安全条件运行规则,实现智能车辆离散状态分析及车辆控制.运用PreScan和Simulink/Stateflow实现交叉口联合仿真.结果表明,该方法可以使智能车辆安全地通过有其他车辆通行的交叉路口.

电动客车AMT系统的研究与实现

研究适用于电动客车的电控机械式自动变速系统(AMT),实现无离合器换挡控制.按照AMT系统设计准则研制了电动客车AMT.引入CAN总线技术,实现了AMT与交流电机的协调控制.提出了电动客车AMT换挡控制策略,改善换挡品质.对ECU进行了电磁兼容性设计,使之能正常工作.在交通部公路试验场进行的试验表明,所研制的电动客车AMT系统达到了预定的技术指标.

基于“雨课堂”的智能车辆课程课内实验教学实践

智能车辆课程是面向机械工程专业研究生的专业核心课。为了使学生更好地理解和使用理论知识,设计了课内实验内容。首先基于"雨课堂"提供的实时在线统计分析工具,对学习者的智能车辆技术背景进行分析,然后基于"雨课堂"分组工具对选课学生进行随机分组,再借鉴翻转课堂模式并结合"雨课堂"智慧教学工具,使学生以小组为单位,通过自主学习、组内协作学习、团队探究学习等完成课内实验。实践效果显示,通过自主学习和团队协作,学生的创新思维和解决实际问题能力得到提升。

轮式移动机器人滑动转向研究综述

轮式移动机器人滑动转向涉及车体、车轮的动力学和路面的属性 ,是一个复杂的运动现象。本文介绍了滑动转向的原理 ,把解决轮式移动机器人控制问题的方法分为两大类 :硬模型方法和软模型方法 ;介绍了滑动转向时的功耗问题和转向结构的研究现状 ,对轮式移动机器人转向方法的发展方向进行了展望。

平流层极涡偏移对我国冬季降水的影响

利用1970—2010年NCEP/NCAR再分析资料、我国160站月平均降水资料分析了平流层极涡向欧亚大陆偏移与我国冬季降水的关系。结果表明:1月极涡偏欧亚大陆强度指数与同期1月降水的显著正相关区域主要分布在我国中部大面积地区及新疆西南部的少数地区,显著负相关区域主要分布在新疆中部;相对1月而言,与后期2月显著正相关区域仍然主要分布在我国的中部地区但向西北方向延伸,使得华中北部、华北南部相对减少,而华北西部、西北东部等地区增大。对流层环流形势显示出在欧亚型强极涡年的1月,东亚冬季风和东亚大槽异常减弱,我国内陆中东部东南风距平显著,而贝加尔湖北部北风距平显著,南下的冷空气与暖湿气流交汇地区较常年偏北,同时我国中部地区低层水汽向上传播也明显增强,存在显著的水汽强辐合中心。

以慕课和实验项目驱动的智能车辆课程混合式教学实践

针对疫情期间线上教学的实际需要,文章针对智能车辆课程教学提出了"3193模式"的混合式教学框架,即包括"无人驾驶车辆"慕课、乐学系统和QQ三个平台,MATLAB自动驾驶工具箱,9个案例及3个实验项目。具体阐述了基于ILOS的教学策略设计、学生慕课在线学习、同伴间互评作业,以及基于团队协作—项目驱动的翻转教学模式。

基于速度控制的轮式滑动转向移动机器人航向跟踪

针对轮式滑动转向移动机器人(WSMR)航向跟踪困难的问题,提出了基于神经网络训练的速度控制航向跟踪算法.介绍滑动转向原理并建立模型,采用虚拟样机仿真软件ADAMS构建WSMR虚拟样机.结合Matlab采用提出的算法对样机航向跟踪进行动态仿真.可视化的三维仿真结果表明,该算法可有效地实现航向跟踪.

基于虚拟传感器和脚本控制的移动机器人越障仿真

为了实现移动机器人越障运动过程的仿真,运用机械系统仿真软件ADAMS,构建虚拟传感器并编写脚本仿真程序。实例分析表明,基于脚该控制,可以完成复杂运动的仿真。通过三维动画既可以观察移动机器人越障运动过程,同时还可绘制仿真曲线,观察运动过程中可能出现的问题。

智能车辆虚拟与实车教学平台综合研究

智能移动教学平台集仿真开发平台和实车自动驾驶系统于一体,利用SolidWorks进行车辆建模,V-rep搭建仿真环境,并与ROS进行通信。在此基础上,该平台进行了算法验证,得到了实验结果和分析。教学实践表明,该智能移动教学平台一定程度上促进了学生对智能车辆相关技术的理解和学习,为智能车辆技术的教学提供了新的方法,既弥补了实车体积大,不便于教学的缺点,也弥补了虚拟实验场景过于理想化的不足。

基于遥操作和局部自主的移动机器人越障

根据任务需要,研制了具有翻倒恢复功能的关节履带式移动机器人;构建了基于网络通信的遥操作系统,通过人机交互界面完成终端对移动机器人的遥控操作;鉴于履带式移动机器人开环控制的不足,提出遥操作和局部自主控制的翻倒恢复控制方法;实验表明,提出的方法在移动机器人实际作业中有效可行。

基于OBE理念的无人驾驶车辆课程实验平台设计

无人驾驶车辆课程是面向车辆工程专业开设的专业课。针对该课程研究制定了基于OBE理念的课程培养目标和教学大纲,以及相应的实验教学内容和课时分配。为了使学生根据需要进行分阶段学习,设计了基于PreScan的仿真实验平台、基于V-REP的仿真实验平台和实车实验平台,使学生能够将理论与实践结合起来,从而达到教学大纲要求的学习效果。

服务机器人发展综述及若干问题探讨

介绍了国内外服务机器人的发展现状,对服务机器人的关键技术如自主移动技术、传感技术、人机交互技术分别进行了介绍。分析了我国服务机器人市场需求,并对我国服务机器人发展中存在的问题进行了探讨。

基于行为优先与任务协调的多移动机器人遥操作

针对单个操作者对多个移动机器人遥操作的困难,提出了基于行为优先和任务协调的多机器人遥操作方法.通过引入机器人局部自主的概念,运用行为优先决策与任务协调模块使操作者和机器人共享运动控制.建立了多机器人系统遥操作体系结构,设计了多通道人机交互接口界面.室外实验表明,提出的方法可以实现人和机器智能的合理分配.运用该方法,单个操作者可完成对多个移动机器人的遥操作.

轻型履带式移动机器人虚拟样机实现方法

简要介绍了虚拟样机及其支撑技术。针对虚拟样机动力学仿真软件ADAMS建模功能一般的特点,提出采用Solid-Works与ADAMS结合的三维建模与动力学仿真的通用方法。在轻型履带式移动机器人的虚拟样机构建中,考虑到履带部件建模及添加运动副、受力等操作的重复性,以ADAMS宏命令来建立参数化的虚拟样机模型,然后进行仿真分析并绘制结果曲线。

基于ADAMS的四轮驱动移动机器人越障预测

针对移动机器人越障问题,构建预测模型。对四轮驱动移动机器人在三类不同障碍物条件下的越障情况进行了分析。运用虚拟样机动力学仿真软件ADAMS构建四轮驱动移动机器人参数化模型,并构建矩形障碍、广义障碍和斜坡障碍的参数化模型,从而组成参数化预测平台。通过该平台可以在三维计算机仿真环境下观察并预测移动机器人在矩形障碍、广义障碍和斜坡障碍等不同障碍条件下的越障能力,结合绘制的速度、加速度及驱动转矩等曲线可以分析越障过程中可能出现的问题。

国内高校图书馆信息素质教育浅论

概述了信息素质的概念和构成因素,并对国内高校图书馆开展信息素质教育的内容、方式等进行了总结;论述了我国高校图书馆信息素质教育的发展现状,并对其所面临的问题做了简要的分析。