基于MPC的半潜式无人艇导航轨迹跟踪控制研究

针对新型半潜式无人艇在导航航行过程中轨迹跟踪误差较大的问题,提出基于模型预测控制(MPC)的轨迹跟踪控制方法.并建立新型半潜式无人艇的运动模型,基于实际参数,构建MPC目标函数和系统约束条件,将半潜式无人艇轨迹跟踪问题转化为最优值问题;利用仿真软件,对控制算法进行了仿真分析.利用卫星定位设备进行了导航轨迹跟踪试验.仿真与试验结果表明:基于MPC的轨迹跟踪控制方法提高了半潜式无人艇的导航轨迹跟踪精度,跟踪精度比原有PID控制方法提高了50%左右.

基于智能手机的惯性导航轨迹生成算法

针对传统的手机惯性导航技术存在无法精确计步和计算步长的问题,提出了一种基于智能手机的惯性导航轨迹生成算法。该算法根据智能手机上三轴加速度传感器捕捉的人走路时产生的三轴加速度,利用基于Mealy状态机的计步算法计算人所走过的步数,并获得每一步的起止时间戳;根据三轴陀螺仪所获取的数据及每一步的起止时间戳,结合指南针读数,计算人走过的每一步所发生的方向变化;根据不同步长的人行走时所产生的不同加速度,基于最小二乘法估计人的步长;根据路径起点的坐标,结合步长及方向变化,计算人走过的每一步相对于路径起点的坐标,得到人的运动轨迹。仿真结果表明该算法能够达到较高的惯性导航精度。

基于手机导航轨迹数据的城市大规模人群出行模式分析

手机导航轨迹数据具有多种交通方式,反映大规模人群的活动情况,适合开展不同交通方式下的出行模式研究。基于手机导航数据,利用LightGBM模型实现出行交通方式分类,得到步行、机动车和非机动车3种交通方式下的人群轨迹。基于这3类交通方式,给出人群出行在周末和工作日下时间、空间和距离的分析指标,并对上海4天数百万条手机导航数据开展了实验分析。结果表明:在时间分布上,上海居民的周末出行高峰比工作日更晚并且持续时间更短,出行方式主要以机动车和步行为主;在空间分布上,机动车主要集中在高架区域,步行主要集中在地铁站附近,高架路和地铁站的引导标志不充足,周末交通枢纽和商圈类热点区域比工作日多;在距离分布上,导航出行距离符合截断幂律分布,人群导航出行以中短距离为主,并随距离增长迅速衰减。研究结果可以为城市规划、城市交通管理政策的制定提供理论依据和技术支撑。

一种利用导航轨迹数据的车道信息提取方法

基于轨迹数据提取车道级道路信息的关键在于道路中心线,然而目前已有研究大都基于先验地图或者粗略估算来获取道路中心线,这严重降低了后续车道信息提取与更新的效率和精度。为此,文章提出了一种利用导航GNSS轨迹数据自动提取车道信息的方法。首先,利用自适应K-means聚类方法对导航轨迹进行方向划分并基于轨迹的密度分布实现轨迹数据清洗;其次,根据机动车轨迹在道路上的位置分布进行拟合,实现车行方向道路中心线的提取;最后,基于约束高斯混合模型实现各个路段的车道数量和车道中心线的提取。实验结果表明,该方法可以准确地提取车道信息,其中车道数量精度为79.8%,车道中心线的位置精度接近1 m,车道宽度精度大都优于0.5 m。

基于点云骨线的井下导航轨迹生成

井下自主导航是煤炭开采智能化非常关键的一个环节。由于井下环境复杂,寻常的导航轨迹生成方式不适用于井下导航轨迹的生成,论文提出了一种基于点云骨线的井下导航轨迹生成方法并通过实验进行验证;该方法针对井下环境复杂的特点,首先对井下点云场景进行平面提取,接着以中值理论为基础,对提取的平面进行骨线提取;实验结果表明,该方法在环境恶劣的井下也能为系统提供导航轨迹。

基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法

为解决传统人工操作采棉机长距离对行作业时存在劳动强度大、作业速度受限和效率较低的问题,利用棉花采用卫星导航平行精准播种的特性,提出了一种基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法。首先,人工驾驶采棉机完成首行对行作业,记录RTK定位轨迹数据,并进行线性拟合,得到参考导航线斜率;然后,对后续各行收获时,在任意起点对齐待收获的棉花行,由起点坐标和参考斜率计算得到平行导航基准线;最后,采用速度自适应纯追踪算法,实现采棉机自动对行。田间试验表明,该方法能够从任意行起始位置开始自动对行,不同速度下,平均绝对横向偏差为2.91cm,最大绝对横向偏差为9.22cm,平均标准差为1.80cm,控制性能均优于手动对行,满足采棉机对行精度要求。相对机械触碰式自动对行方法,该方法不受缺株歪株影响,并且在较高速7km/h行驶时仍能保持良好的对行精度。

基于GPS轨迹的盲用导航算法与实现

利用在Windows CE嵌入式平台下接收到的全球定位系统(GPS)轨迹数据,提出了一种适用于盲人以及视障人士的室外GPS导航算法。通过对已知GPS轨迹数据的分析,判断出轨迹上的拐点位置以及拐弯方向,在实际导航时采用通过语音播报的方式向盲人提供实时导航信息。实验测试结果表明,该算法能够有效筛选出GPS轨迹中的拐点,并为用户播报有效实用的导航信息,指导其安全准确地到达目的地。

一种基于GPS轨迹的导航方法和装置

本文发明了一种利用GPS轨迹进行导航的方法和装置。该装置包括:轨迹转弯判断单元,用于根据轨迹点的曲率判断改轨迹点的转弯方向;导航提示单元,用于把轨迹点的地点信息和转弯方向信息提供给用户。

轨迹导航在青海省抽水蓄能站点资源查勘中的应用

青海省地域广阔、海拔总体较高、局部地区高寒缺氧,抽水蓄能站点资源查勘任务重、时间要求紧、查勘工作难度大,为及时、保质保量地完成查勘任务,应用了轨迹导航。文章重点介绍了轨迹导航的概念、应用现状、流程及在青海省抽水蓄能站点资源查勘中的应用情况。结果显示:轨迹导航在查勘过程中发挥了重要作用,保障青海省抽水蓄能站点选点规划在短时间内顺利完成,且节约了时间、资金和人力。轨迹导航具有简便、实用的特点,在国内外水利水电查勘工作中具有很高的推广价值。

可控震源轨迹导航技术及应用

可控震源轨迹导航技术是在高精度定位基础上进行的高效导航功能的拓展。它可以自动指引可控震源按照预定的路线严格行进,航向和左、右偏离误差均控制在指定的范围内,解决了可控震源在复杂地表区因交通问题所造成的效率降低、行车安全隐患增加的突出难题。该技术在多个项目应用后取得了显著的效果。

基于GPS的山区道路自助导航系统研究

GPS导航对于森林资源调查、护林防火、造林作业设计等林业野外作业工作效率的提高具有重要作用。在分析GPS通用导航系统山区导航问题的基础上,针对山区导航信息缺乏的问题,设计了以轨迹导航与筛选模型为核心的自助导航模型。以此为基础,设计并实现了基于PDA的导航信息采集与智能导航为一体的山区道路自助导航系统。该系统可为野外工作人员提供灵活、丰富的信息采集与快捷、方便的导航服务。

船舶通信导航设备调试工作中的技术问题总结

本文通过个人在新造船通信导航设备调试试航工作中遇到的问题,简单介绍了育明轮,海事技术学院自动舵改造过程,10000箱集装箱船、LNG等船舶试航时碰到的部分问题的解决方法,也希望为他人日后的实际工作提供参考和帮助。

基于UWB超宽带无线导航AGV机器人设计

AGV机器人最为关键的几个技术指标包括轨迹导航定位精度、负载能力和运行速度。目前国内外AGV机器人的运行速度一般约为3km/小时,导航方式多为磁带导航、电磁导航和激光导航三种,其中磁带导航的导航精度高、制造和销售成本低,但应用时比较麻烦,需要全程铺设电磁轨道用于路径导航。激光导航的导航精度相对较低、不需要铺设轨道应用简单,但是制造和销售成本很高。本设计产品基于UWB超宽带这种高精度低成本的无线定位技术来实现AGV机器人高精度无线导航,旨在提供高速无线导航AGV机器人,以其使用方便、导航精度高、运行速度快等特点,满足日益发展的工业自动化生产需求。

基于机器视觉的物料搬运智能车的控制程序设计

传统的AGV小车依靠地面带有颜色的路线或者在地面埋电线进行导航。本文设计的小车依靠视觉模块非循迹直线导航,智能车根据距离的远近自动调节车速,小车自动找出最短路线行走,从而大幅度节省时间。文章给出了小车的控制算法程序。

复杂区可控震源高效采集技术及应用

近年来可控震源高效采集技术逐步由中西部地表简单区向东部复杂障碍区推广,推广初期遇到了很大挑战,主要表现在效率提升困难、安全性面临挑战、施工组织复杂,整体应用效果明显不如西部。为应对这三个挑战,研究形成了以“动态扫描技术为核心、轨迹导航技术和作业方案优化技术为保障”的复杂区可控震源高效采集技术,在多个项目应用后取得了显著效果,开创了可控震源在复杂区作业的新局面。

Navigation system for a smart wheelchair

Recent results on the development of a navigation system for a smart wheelchair are presented in this paper. In order to reduce the development cost, a modular solution is designed by using commercial and low cost devices. The functionalities of the tracking control system are described. Experimental results of the proposed assistive system are also presented and discussed.

An Autonomous Navigation Methodology for a Pioneer 3DX Robot

Autonomous navigation is a complex challenge that involves the interpretation and analysis of information about the scenario to facilitate the cognitive processes of a robot to perform free trajectories in dynamic environments. To solve this, the paper introduces a Case-Based Reasoning methodology to endow robots with an efficient decision structure aiming of selecting the best maneuver to avoid collisions. In particular, Manhattan Distance was implemented to perform the retrieval process in CBR method. Four scenarios were depicted to run a set of experiments in order to validate the functionality of the implemented work. Finally, conclusions emphasize the advantages of CBR methodology to perform autonomous navigation in unknown and uncertain environments.

基于MySQL的测量标志点可视化管理与导航寻点系统

设计开发了基于MySQL的测量标志点可视化管理及导航寻点系统,给出了系统总体构架和服务端与移动端的数据交互方式,阐述了系统中测量标志点可视化和信息化管理、移动端导航寻点和信息采集、导航轨迹测量与简化、多控制点的导航寻找等关键问题的解决方案。系统运行表明,服务端地图显示测量标志点和查询结果,界面直观、友好,实现了测量标志点可视化信息化管理;移动端的导航寻点功能可以提高外业作业效率。

移动机器人的传感器导航控制系统

基于导航控制成为机器人发展的瓶颈和障碍,阐述机器人的模型构建,其运动控制和导航控制技术。试验验证了导航控制算法在避障和轨迹导航的应用。