基于三次B样条曲线拟合的列车定位方法研究

高效率和高精度的列车定位方法是列车运行控制系统的核心。针对单一的地图匹配方法存在定位精度不高、可靠性差的问题,并提出了基于三次B样条曲线拟合的列车运行综合地图匹配方法。根据哈尔滨西至长春铁路线的实测数据,首先利用三次B样条曲线拟合的方法确定列车的行驶路线,其次利用变步长复化辛普森公式计算列车的运行位置,最后与最小二乘曲线拟合列车定位方法进行了对比。实验结果表明,三次B样条曲线拟合法的稳定性和精确性更高,可以满足时速200 km/h的高速列车定位系统的要求,并且残差控制在-4.262~5.911的范围内。

图像轮廓的三次Bézier曲线拟合方法研究

该文提出一种图像轮廓的三次Bézier曲线拟合方法。在提取数字图像初始轮廓的基础上,先用基于曲率尺度空间的自适应角点检测算法提取轮廓的角点,之后对角点进行分段三次Bézier曲线拟合,达到最小失真的拟合效果。在MATLAB上的数值模拟实验显示了该方法能使图像轮廓平滑柔顺且具有一次连续性。

基于三次B样条曲线拟合的智能车轨迹跟踪算法

针对传统几何轨迹跟踪算法切向角获取依赖高精度惯导设备的问题,提出了基于三次B样条曲线拟合的轨迹跟踪算法。首先,通过对先验地图中的离散轨迹点进行拟合生成平滑轨迹线;然后,根据轨迹方程通过插值法重新生成离散路点,并计算各个路点处的切向角,从而实现了对多传感器融合轨迹的优化与跟踪。在真实的智能车实验平台上,用所提算法对20 km/h低速绕圈和60 km/h较高速度直道两种典型场景进行了在真实道路下的跟踪测试。在低速大曲率和较高速度直道两种典型场景下,所提算法轨迹跟踪的最大横向误差均保持在0.3 m以内。实验结果表明,该算法有效解决了传统几何轨迹跟踪算法对惯导设备依赖的问题,同时保持了较好的跟踪性能。

三次参数曲线拟合圆弧段的误差特性分析

建立了拟合任意圆弧段的三次参数矢量方程。在此基础上 ,用数学分析的方法从理论上证明了拟合半径函数与圆弧位置无关 ,最大误差处参数值与圆弧大小和位置均无关这两大拟合特性 。

基于三维点云建模的单木胸径非接触式测量

为提升单木胸径三维点云非接触式测量的便利性和精度,提出一种基于三维点云建模的单木特征参数提取与检测方法.首先,采用IMAGER 5010陆地式三维激光扫描仪获取单木多方向点云数据,并采用最近点搜索法实现多方向点云配准;其次,结合统计滤波和几何滤波滤除大尺度点云噪声,采用改进的双边滤波算法消除小尺度点云噪声,再通过包络网格法进行点云数据精简;然后,通过蚁群算法对单木胸高处的散乱点云进行优化排序;最后,对胸高处的排序点云进行三次B样条轮廓线拟合及单木胸径计算.实验结果表明,本方法可有效实现多方向点云配准和滤除不同尺度点云噪声,蚁群算法可以较好地逼近全局最优解、收敛效率高,采用蚁群算法对胸高处散乱点云优化排序后,单木胸径的测量精度和稳定性都得到较好的提升,测量相对误差均在技术规定的1.5%以内,可实现单木胸径的远距离非接触式快速精确测量.

基于北斗卫星的缓和曲线信息列车运行综合地图匹配方法研究

为了提高列车定位系统的精度,基于三次B样条曲线拟合的方法,并且将复化梯形公式应用到经典的投影算法中,得到了列车运行综合地图匹配方法.仿真的数据来自于我国自主研制的北斗卫星导航系统,利用哈尔滨西至长春铁路线的部分实测数据进行算法验证,建立了匹配列车行驶路线的数学模型.实验结果表明,该算法可以准确的识别出运行速度为200 km/h的高速列车的行驶轨迹,误差精度符合电子地图匹配的要求,残差在-0.207~0.232的范围内.

基于瞬态冲击响应的混凝土路面板脱空识别

为开发混凝土路面板脱空检测专用仪器,降低检测费用和简化检测方法,在现有脱空检测方法的基础上,根据脱空板振动频率及在定量冲击激励下振幅的变化规律,提出了混凝土路面板脱空识别的瞬态冲击响应法.该方法可以根据板上测点功率谱图中共振峰的数量和基频大小（分析频带0-1 000 Hz）,对脱空状态进行初步定量判别;结合定量激励下测点振幅拟合曲线斜率的变化,实现脱空区边界的识别.通过若干不同脱空状态路面板的模型试验和对实际混凝土路面的检测,阐述了它的检测原理和操作流程,并验证了其可行性和有效性.

采用改进OTSU法的液位红外图像分割

利用图像处理技术对液位进行实时检测过程中,大量的分析研究对象是红外图像信息。本论文针对一实际红外成像液位检测系统,在深入分析了多种比较成熟的目标分割算法的基础上,结合红外图像信息的特点,提出了一种新的基于局部阈值的图像分割算法。该算法采用局部最大类间方差法来确定各个子图像块的阈值,通过三次曲线拟合插值函数对这些阈值进行插值处理,使之成为与原图像大小相同的新矩阵,利用新的阈值矩阵对液位图像进行二值化处理。实验结果表明,利用该方法对液位图像分割具有很好的分割效果。

贵州省手机拥有量增长模型研究

贵州省居民手机拥有量的增长具有单调性、非线性及阶段性特征,运用三次曲线回归(Cubic)模型描述其发展过程并进行短期预测,结合宏观和微观经济背景对贵州省手机拥有量增长进行内涵分析,为经济决策提供参考。

高速加工中速度前瞻控制新算法研究

为了避免在高速加工中高曲率轮廓导致的工件过切和机床的异常振动,提出了一种实时的速度前瞻软件控制新算法.该算法基于S型加减速方案,通过采用三次样条曲线拟合对离散加工路径的分析发现高曲率点,根据加减速特性预估高曲率点处的最优速度,最后对加工路径施加相应的运动学曲线规划,实现了加工速度自适应于加工路径的变化.应用该算法使得加工速度变化平稳,较之传统控制方法大大提高了加工效率.

基于双MCU的高精度直流电压测量

本文采用"高精度A/D+MCU+DSP"的双处理器测试方案,通过选用合理的器件构建硬件电路,利用数字滤波器和分段三次曲线拟合方法对采集数据进行处理,最终实现精度为10-5V的直流电压测量。

铁道工程中两种常用GNSS高程拟合方法的比较研究

为了研究铁道工程中长测段情况下合适的高程拟合方法,简要介绍了几种高程系统,阐述了GNSS大地高转换为正常高的原理。针对铁道工程呈带状的特点,在充分考虑GNSS点的数量、密度和分布状况基础上,重点分析了多项式曲线拟合和三次样条曲线拟合两种高程拟合模型的原理和特点,依据具体的工程算例,采用数值模拟方法分析得知,二次多项式、三次多项式、三次样条曲线的最大拟合残差依次为:-0.071 m,-0.059 m,-0.042 m;残差均值依次为:-0.019 m,-0.015 m,-0.011 m;内符合精度依次为0.066 m,0.055 m,0.045 m;外符合精度依次为0.070 m,0.059 m,0.044 m。由此可见,两种GNSS高程拟合方法的点位拟合残差平均值都在0.02 m以内,而三次样条曲线对于中长距离的铁道工程拟合效果更优。

GPS跨河二等水准在铁路特大桥中的应用

结合某铁路工程特大桥二等跨河水准测量项目,介绍GPS测高获取正常高差的方案;分析三次曲线拟合模型的数学方法,阐述EGM2008模型在GPS跨河测量中的适用性,对比分析了测量数据。

电磁智能小车控制算法设计

设计了一台自动识别路径的电磁智能小车。介绍了智能小车控制位置、舵机和电机的算法思想,提出了基于三次多项式曲线拟合的位置解算算法和阿克曼转向舵机控制算法。该算法采用三次多项式来拟合通电导线周围磁场强度变化曲线,从而解算出小车相对赛道的偏移距离;通过阿克曼转向模型计算出转角控制量,建立转角与舵机PWM占空比的关系,便可控制小车按照预定轨迹稳定行驶。该算法在满足实时性与检测精度的前提下,对复杂赛道具有很强的适应性。

基于单目视觉的车辆前方障碍物测距方法

针对行车过程中的防碰撞预警问题,提出一种基于单目视觉车辆前方障碍物检测与测距方法。为解决传统车辆检测泛化性差且人工提取特征不准确问题,通过深度学习目标检测YOLOv4算法对车辆前方多种障碍物进行检测,获取障碍物的类别信息与位置信息。运用改进的边缘检测算法调整检测框的位置,提升检测算法目标定位的准确性。根据摄像机成像原理及几何关系,得到路面三维坐标与像平面二维坐标转换模型从而进行测距,对所得测量数据进行三次曲线拟合、对测距过程和算法进行优化提升测距精度。在50 m范围内平均误差为0.54 m,在80 m范围内平均测距误差为0.78 m。实验分析对比结果表明,所提方法能够实现较精准、高效率的单目视觉测距。

基于激光点云的路桥平面线形拟合方法

快速、准确的平面线形拟合方法对于路桥养护及其改扩建工程来说至关重要。本文提出一种基于激光点云的路桥平曲线参数拟合方法。该方法基于既有桥梁的三维点云数据,拟合求得分段三次样条函数模型,结合各段函数模型特点计算获取平曲线参数。结合广州市某市政桥梁养护工程进行方法有效性验证,实验结果表明:与传统拟合方法相比,本文方法具有速度快、自动化程度高等优点。

基于激光扫描和工业机器人的不锈钢保温杯自动焊接

由于激光焊接对保温杯的位置精度要求很高,依靠传统的工装夹具已无法满足要求,一种由笔者设计的激光扫描的视觉系统对保温杯杯口和杯底进行非接触扫描测量,对激光视觉采集的数据进行平滑处理,得到光滑的三维轨迹。焊缝轨迹平滑处理包括改进的RANSAC算法和均匀三次B样条曲线拟合相结合的方式。最后,设计模糊控制进行焊缝在线跟踪控制。实验结果表明,该方法可以获得平滑精确的保温杯杯口和杯底三维测量,明显提高了焊接质量。

基于线性规划的轨道交通车辆装配车体挠度调整方法研究

针对装配车体挠度调整过程中存在过程麻烦、容易出错、人力耗费大的问题,文章从装配车体模型入手,研究基于线性规划的轨道交通车辆装配车体挠度调整方法。通过建立装配车体有限元模型,求解装配车体调整过程各调整点调整力与装配车体挠度变形关系。通过三次样条曲线拟合方法对装配车体挠度变形曲线进行拟合,并利用线性规划方法求解最优装配车体挠度调整方法。结果表明,利用该方法可快速计算出各调整点挠度调整力最小的最优调整方法,指导技术人员对装配车体进行调整。

挖掘机自主挖掘轨迹规划方法研究

通过比较两种轨迹规划方法,让挖掘机工作装置在作业过程中轨迹更连续平稳,以某型挖掘机为研究对象,通过D-H参数法建立运动学模型和工作装置的正/逆向运动学分析,在关节空间分别采用三次样条曲线和五段五次多项式曲线进行轨迹规划。通过Matlab仿真平台得到的各关节的关节角、角速度和角加速度的变化曲线,比较两种方法的曲线,得出通过五段五次多项式轨迹规划的角加速度曲线更加平缓且连续。

平均品位计算方法探讨

本文采用三次多项式曲线拟合方法,对单工程品位指标值多边形图进行分段拟合处理,使得多边形图成为一条连续光滑的复合曲线,并对拟合的复合曲线进行积分,求出品位平均值,并给出计算机计算过程。