空中交通基于四维轨迹运行概念及其应用

基于四维轨迹运行是促进空中交通各参与方协同决策和提升空管运行效率的系统性解决方案。从顶层概念着手,分析了基于四维轨迹运行对当前空管运行的能力提升,总结了国内外的研究进展与实践。从空管系统角度提出了实施基于四维轨迹运行需解决的关键技术,并分析了典型应用场景,以期为我国在该领域的总体规划、顶层设计和系统建设提供参考。

基于自适应GA-SA算法串联机械臂轨迹运行时间优化

针对串联机械臂工作时间最优化设计,优化算法引入自适应方法与随机邻域拓展机制,提出一种自适应遗传模拟退火(GA-SA)算法。文中选取PUMA762串联机械臂为验证对象,建立D-H参数表,依据MATLAB工具箱构建结构模型,在运动学正解模型基础上,采用蒙特卡洛法分析工作空间。以运行时间为目标设计目标函数h t,合理设置约束条件后,采用3-5-3次多项式插值法构造高阶连续关节运行轨迹,通过自适应GA-SA算法进行优化设计,结合ADAMS绘制虚拟样机模型进行仿真,优化机械臂轨迹运行时间为3.68 s,验证了算法的有效性,为后续研究奠定基础。

初始四维轨迹运行技术研究

初始四维轨迹运行(Initial 4D,I4D)技术为通信导航监视/空中交通管理(CNS/ATM)技术实现的基础。本文首先介绍了I4D技术的概念,在此基础上,对I4D的两个关键技术I4D轨迹和I4D制导进行了探究,对I4D的工程应用奠定了重要的理论基础。

基于机车运行轨迹的机车调度管理系统设计与应用

为解决机车调度员不能实时准确掌握机车运用情况的问题,设计研发一套基于机车运行轨迹的精细化机车调度管理系统。围绕机车交路、检修、整备等机车运用业务,通过对多源数据进行采集、校验,以及建立机车全生命周期的运行轨迹等技术,实现机车运行轨迹自动生成、周转图自动绘制、机车分布自动推算、超劳预警及机车运用自动统计等功能。应用表明,该系统提高了机车运用效率,为提升铁路运输生产力提供了技术支撑。

基于RBF网络的足球点球轨迹预测

基于计算机视觉线性化轨迹预测模型在预测足球轨迹时,只能保证局部稳定性,存在轨迹跟踪局部稳定性问题和parking问题,提出了基于RBF网络的足球点球轨迹预测方法。建立足球运动状态传感信号解析模型,计算足球飞行地心重力、空气阻力、空气浮力、自身旋转时产生的马格努斯力的参数。建立足球飞行过程中的飞行受力解析模型,鉴于多参数模型复杂度过高,产生parking问题。利用RBF网络模型简化能力,建立飞行轨迹预测模型,结合并行滤波控制器,融合以上所有信息,在已知视觉概率计算的基础上,完成足球飞行轨迹的状态估计,并将其误差的协方差计算作为滤波控制的输入值,从而得到所有方差、均值的数据。最后获得足球在任意时刻的运动状态函数,完成预测。实验结果显示,该方法的足球运行轨迹吻合度为12 mm,且落点距离标准差最大仅为0.0412 m,因此,该预测方法能够得到精度更高的预测数据。

篮球投篮机器人运行轨迹跟踪方法研究

由于当前已有方法未能对运动目标进行检测,导致机器人运行轨迹跟踪结果不准确。基于此,提出一种篮球投篮机器人运行轨迹跟踪方法,分析篮球投篮机器人的基本运动特性,组建全向机器人运动学模型。对篮球的投篮特性进行分析,采用改进的帧差背景建模方法对运动目标进行检测。同时通过动力性和模型,加入滑膜控制算法,利用自适应模糊控制对滑膜增益值进行在线调整,最终实现篮球投篮机器人运行轨迹跟踪。仿真实验结果表明,所提方法可获取高精度的机器人运行轨迹跟踪结果。

基于机器学习的集装箱船舶运行轨迹与到港时间预测

随着全球贸易总量的增加,港口运营效率的重要性日益凸显。准确预测海运集装箱船舶的预计到达时间(Estimated Time of Arrival,ETA)可有效提升物流效率。然而,在实践中,大多数海运存在转运和中途停留;同时航行路线也面临各种因素的影响,这使得船舶ETA充满着不确定性与复杂性。误差较大的船舶ETA不仅阻碍了码头其他利益相关者的有效规划和执行,也导致抵达码头的货物类型和数量存在巨大的波动,增加了多式联运风险。基于机器学习方法,结合AIS历史数据和其他已知因素建立人工神经网络模型,对于长距离海运中集装箱船舶的运行轨迹和ETA进行预测。结果表明,所建立的模型能够有效预测船舶的运行轨迹和ETA。

基于卫星导航和深度学习的货车运行轨迹监测

结合卫星导航和深度学习,提出使用深度神经网络模型,从货车在途运行轨迹数据中挖掘特征,判别货车的空驶和满载状态。该模型在验证集上判别空满载的准确率可达85%以上,可通过扩展进一步判别货车是否超载,为交通运输管理部门精准治超提供有效支撑。

基于期望运行轨迹的车道变换行为安全性分析

为解决车道变换行为对交通运行安全影响的定量分析难题,基于车辆和驾驶员行为特性,构建车道变换行为期望运行轨迹,提出基于缓和曲线的轨迹形式,并结合车道变换行为引发的4种碰撞形式,在车辆运行纵向和横向分别构建安全运行判断方程和安全运行限制方程,分析安全距离对运行速度和车辆侧向加速度梯度的敏感度,给出车道变换行为安全运行判断方程的应用案例。研究结果表明,侧向加速度的变化梯度直接影响车道变换的安全性。

中国煤炭城市分类及其经济运行轨迹分析

按煤炭城市划分的原则,在构建三维模型的基础上,利用SOFM人工神经网络技术,分地县两种类型对中国煤炭城市进行了进一步的系统分类;采用GPCA全局主成分方法,分别对其总体和组别的经济运行轨迹进行了动态描述。研究结果表明:①分类显示地县两类煤炭城市随着组数的升高,其职能表现为煤炭产业在城市经济中的地位逐步下降,而规模扩展和区位分布则表现出明显差异;②全局主成分分析表明地级煤炭城市发展与其经济支撑能力、基础设施以及城市规模、城市环境更为相关,而县级煤炭城市发展与其职能、经济支撑能力和规模的联系更为密切,但城市规模扩张和经济支撑能力提高都是两类煤炭城市发展的关键;③两类煤炭城市的总体经济运行态势和及其内部各组的经济运行水平劣化顺序也存在差异,反映出它们的经济运行能力变化随着职能、规模和区位的变化而表现出不同的规律。

基于农机空间运行轨迹的作业状态自动识别试验

以物联网为代表的现代信息技术在农机作业管理领域的发展应用,实现了农机作业过程的定位监控,但现有农机远程监管系统对海量农机空间位置数据仅实现了远程存储、显示和简单分析,难以满足农机精准管理和数据智能处理的要求。该文采用数据挖掘中的聚类和空间数据分析方法,结合农机空间运行轨迹的特点,研究了基于空间运行轨迹点的农机作业状态自动识别算法;设计实现了典型农机运行状态自动识别方法,定量分析了农机作业班次内田间作业时间、空行转移时间、停歇时间的量化构成。农机试验表明:发展的基于空间索引和网格密度的聚类算法精度达89%以上。农机作业状态自动识别为农机作业生产率、农机利用率和作业成本核算提供了定量依据。

足球直接任意球运行轨迹的理论研究

直接任意球在足球比赛中已经成为重要的得分手段。通过对足球任意球运行轨迹的理论分析,计算出球运行轨迹的参数,量化了直接任意球的射门在击球力量、击球部位(偏心距)、射门角度,以及球体绕过“人墙”后的最终落点。旨在当足球比赛或训练中获得距离、角度较佳的可直接射门的任意球时,针对采用直接射门如何“绕过”人墙,提供理论依据。

无人船运行轨迹图像细化分割方法

为了提高对无人船运行轨迹的规划和识别能力,需要对运行轨迹图像进行细化分割,提出一种基于块匹配和边缘轮廓特征分割的无人船运行轨迹图像的细化分割方法。对采集的无人船运行轨迹灰度图像进行模板分块处理,对分块图像进行二值化分离,采用小波分解方法进行图像的边缘轮廓特征分解和尺度融合,结合统计特征重构方法进行运行轨迹的自适应信息增强,以增强后的轨迹图像为模板进行轮廓套索,实现轨迹图像的边缘轮廓特征提取,在分块图像中以边缘轮廓特征为基准线,实现无人船运行轨迹图像的细化分割。仿真结果表明,该方法进行无人船运行轨迹图像分割的特征分辨力较好,分割精度较高,挺高了图像的输出辨识能力。

蓝莓植株中心定位与运行轨迹的研究

蓝莓采摘车要实现自动化采摘,在运行过程中就必须按照蓝莓植株中心线运动,避免和蓝莓植株发生干涉。本文首先对蓝莓采摘车轨迹规划的步骤进行介绍,然后分析蓝莓采摘车运行轨迹的要求,根据要求对蓝莓植株中心线进行确定,主要是采用基于Lab色彩模式的蓝莓植株检测和基于小波的蓝莓植株图像边缘检测两种方法。通过对单株蓝莓植株中心点的估算,最终确定蓝莓采摘车的运行轨迹,试验结果表明蓝莓采摘车运行轨迹的设计方案可行,与实地测试数据基本相符。

基于模式识别的机器人运行轨迹数据分类存储系统设计

目前传统数据分类存储系统多数基于遗传算法,这类系统存在系统吞吐量较差、效率低的问题。为此,设计一种基于模式识别的机器人运行轨迹数据分类系统。首先设计系统整体框架,包括数据采集、处理以及存储模块;其次在硬件设计上,选择XC2VP30芯片作为FPGA核心芯片,设计数据采集模块接口电路,利用合适的FLASH芯片进行数据存储完成系统硬件设计;最后根据模式识别方法,建立标准数据样本集,确定特征向量,计算隶属度函数完成数据分类,再利用FPGA将已分类数据存储至FLASH模块中完成软件设计。测试结果表明,与传统的数据分类存储系统相比,基于模式识别的机器人运行轨迹数据分类存储系统的系统吞吐量提高了15.9%,效率得到了提高。

飞行器状态观测误差对运行轨迹预报精度影响

飞行器状态观测误差大小直接决定了其运行轨迹预报精度。根据飞行器运行状态方程,分析了不同量级初始状态观测误差对飞行器运行轨迹解算影响。通过仿真试验评估了飞行器状态观测误差造成的影响,结论表明:飞行器初始位置和速度误差越大,对运行轨迹解算精度影响越严重,呈现出线性变化趋势。因此,对飞行器进行测控时,应尽量减小飞行器初始状态观测误差,提高飞行器运行轨迹解算精度。

起重机械货物运行轨迹实时显示和离线代化

以CQM1型PLC为背景机，介绍了用PLC控制起重机械时，利用PLC与上位计算机的通信能力，实现货物运行轨迹的实时显示．离线设计时还可进行最优运行轨迹设计，以获取起升速度和平移速度的最优控制策略．最后给出了集装箱桥式起重机的一个模拟仿真例子．

浅析绳轮式电动玻璃升降器运行轨迹

介绍了一种单导轨绳轮式玻璃升降器运行轨迹的计算方法及其对汽车玻璃升降系统的影响。通过理论计算与实例分析相结合,阐述了升降系统受力平衡与力矩平衡状态,两者结合模拟单导轨绳轮式玻璃升降器运行轨迹,并进一步分析运行轨迹对升降系统的影响;计算方法对单导轨绳轮式玻璃升降器运行轨迹的确定提供了理论基础,简单实用,具有较强的指导意义。

车道变换期望运行轨迹仿真

车道变换行为在实施过程中会产生交通冲突,降低道路系统的运行效率,严重时会引发交通事故。文中根据曲率的变化将车道变换过程划分为4个阶段,同时引入β样条曲线,在给定边界条件的基础上,确定β样条曲线的反求算法。在车辆转角、转角变化率及车辆的驾驶行为等约束条件下,确立车道变换运行速度与车道变换长度的关系,进而计算轨迹参数。以Matlab仿真计算轨迹曲线,并与实测数据对比,分析结果验证了模型的有效性。

傅科摆的原理和运行轨迹分析

傅科摆是法国物理学家傅科于1851年在巴黎发明的一种摆,利用摆的运动现象首次用实验证实了地球的自转。本文对傅科摆在水平面内的相对运动轨迹作了综合性的定性分析,并根据傅科摆确定的起始条件,画出其相对运动轨迹曲线。