在RtLinux下利用S函数和TLC开发内嵌驱动程序

在实时应用中 ,对时间的要求比较严格。在RTW中 ,如果只使用非内嵌S函数常常不能满足要求 ,尤其在使用驱动程序时要和硬件交互 ,就需要使用内嵌式S函数。该文介绍了在Rtlinux中应用MATLABRTW生成的实时程序时 ,怎样利用S函数和TLC开发驱动程序并将其内嵌入RTW的生成码。它的优点是节约内存 。

基于C MEX S函数的实时视窗下硬件驱动

针对Matlab实时视窗仅支持某些国外知名厂商设备,而大量国产设备无法使用的情况,以研华板卡PCI1727U为硬件平台利用C MEX S函数编写了该卡的模拟量输出通道驱动程序。与xPC驱动程序不同,Matlab针对实时视窗没有提供相关硬件操作函数和驱动编写例程,实时视窗下驱动程序的编写大多依据摸索和测试。最后,以PCI1713作为辅助板卡对编写的驱动程序进行了测试,测试结果表明,实时视窗下编写的PCI1727U程序能把给定信号输出到试验系统,这为基于实时视窗的数据采集系统的进一步开发利用提供了理论基础和指导原则。

基于Stanley算法的自适应最优预瞄模型研究

汽车转向几何模型是无人驾驶开发过程中的重要环节,但其在面对复杂道路时单纯的预瞄跟踪不能满足无人驾驶需求。为此,在Stanley转向几何预瞄模型的基础上,提出一种自适应的最优预瞄时间改进算法。根据车辆当前航向角、纵向车速、前轮转角和一次规划路径的曲率等特性,结合不同的预瞄时间预测一定时间内车辆运行情况,并根据设计出的优化函数选择合适的预瞄时间,以调整车辆前轮转角,减小车辆行驶过程中的横向偏差,使车辆平稳通过测试路段。仿真结果表明,基于Stanley算法的自适应最优预瞄模型能够在复杂开放道路上实现无人驾驶。

实时操作系统VxWorks下电子海图系统打印功能的实现

以电子海图系统为工程背景,重点介绍了实时操作系统VxWorks下电子海图系统打印功能的设计实现过程,以及图形和汉字输出的具体方法。

无控平交口实时风险预警系统对驾驶人行为的影响分析

为检验无控平交口实时风险预警系统(RTCRWS)的警示效果、了解其对驾驶人行为特性的影响;搭建3个道路交叉口虚拟仿真场景进行驾驶模拟实验,获取T_(SDNN)、T_(RMSSD)、N_(LF-norm)、N_(LF/HF)等生理行为数据,采集车速均值、车速标准差和车速变异系数等驾驶操作行为数据。统计分析了被试驾驶人行为特性,研究了RTCRWS对驾驶人行为的影响,应用因子分析方法对不同交通条件下RTCRWS的警示效果进行了综合评价。研究结果表明:RTCRWS对驾驶人群体的警示效果良好,能够提升无控平交口处的安全水平、降低驾驶人通过无控平交口的行驶车速、缓解驾驶人的紧张情绪;不同交通条件下驾驶人对RTCRWS的警示效果存在差异,驾驶人的心理紧张程度按照轻度交通流无预警、轻度交通流有预警和重度交通流有预警的顺序依次减弱。

预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型

驾驶员模型是汽车动力学仿真和控制算法开发中的重要环节。在极限工况下汽车动力学稳定性仿真与控制中,为模拟驾驶员在人-车-路复杂系统中对汽车的操纵特征,要求驾驶员模型能够在复杂道路与整车稳定性约束条件下完成驾驶操作,而不是单纯的路径预瞄跟踪。在最优预瞄驾驶员模型的基础上,提出一种预瞄时间自适应算法。该算法根据不同的预瞄时间,预测将来一段时间内车辆运行情况,并根据所设计的优化函数,选取合适的预瞄时间使得车辆稳定通过测试路径。对所开发的驾驶员模型进行仿真测试,结果表明,预瞄时间自适应的最优预瞄驾驶员模型能够在复杂道路、极限工况、有边界约束条件下完成驾驶操作。

基于时间系数的单点预瞄驾驶员模型分析

本文中建立了一种车辆新的单点预瞄驾驶员模型,分析了预瞄时间和误差反馈系数对跟踪效果的影响。提出稳态误差存在的根本原因是"纵向预瞄时间和侧向加速时间没有解耦"的假设。通过增设表征侧向加速时间与纵向预瞄时间之间关系的时间系数F,该模型在保证系统振动频率可调的前提下,可无差地跟踪给定的弧形弯道。

双工件台光刻机换台过程的轨迹规划及控制

为减小双工件台光刻机的换台时间,提出了一种改进5阶S轨迹和时间-冲击最小控制算法.分析了双驱双桥换台策略,曝光位和预对准位的两个工件台依次执行5个点对点运动完成换台过程.在常规数值积分S轨迹设计方法中,增加了减小冲击的优化项,设计了改进5阶S轨迹使加速度曲线更加平滑.以换台过程的时间-冲击最小为优化指标,为工件台系统设计了最优控制算法从而大幅度减小换台时间,并且克服了单纯以时间最优Bang-Bang控制中加速度突变的缺点.仿真和实验结果表明,利用轨迹规划和最优控制方法可以实现快速换台运动,改进5阶S轨迹加速度曲线最平滑,时间-冲击最优控制比5阶S轨迹具有更短的换台时间.

驾驶员预瞄时间与公路弯道半径的耦合特征

为了研究驾驶员预瞄时间与公路弯道半径耦合特征对汽车操纵稳定性的影响,建立了人-车-路系统动力学模型,通过基于实际道路数据的仿真试验,分析了驾驶员预瞄时间和弯道半径对汽车动力学特征和路径跟踪情况的影响,验证了模型的正确性.利用相轨迹变化、轮胎侧向力、汽车行驶轨迹偏差、车身姿态变化、汽车状态变量(纵向速度、侧向速度、横摆角速度)参数,分析了驾驶员预瞄时间和公路弯道半径的耦合特征对汽车操纵稳定性的影响.结果表明:驾驶员预瞄时间与公路弯道半径存在显著的耦合特征,当汽车的纵向速度、道路横坡度相同时,随着驾驶员的预瞄时间缩短,汽车安全运行所需的弯道最小半径增大.

实时倒立摆系统的设计与实现

为了克服商业倒立摆存在通用性差,不便于改装升级,不利于新的控制算法探索和研究等问题,一种实时倒立摆系统被设计和实现。系统硬件采用PC机+运动控制器方式;软件采用Real-Time Windows Target方式,使用SIMULINKC MEX S函数在PC机上开发了设备驱动模块,并通驱动模块构成实时倒立摆控制系统。实验结果表明,该系统通用性能高,倒立摆系统的软件和硬件参数完全已知,无任何加密或者固化,便于改装和升级,也方便算法研究者进行算法设计和实现。

驾驶员前视行为特性的动态变化规律

为了准确描述驾驶员前视预瞄行为随车速及道路曲率动态变化的特性,文章开展了在不同道路曲率和车速下的驾驶员前视距离实车场地试验测试,建立了车速—道路曲率—驾驶员前视时间的关系曲线,并将其应用于人—车—路闭环仿真中,进一步提高了驾驶员方向控制模型与真实驾驶员操纵行为的一致性。

驾驶员模型在制动到零仿真中的应用

驾驶员模型技术在人-车闭环系统评价及智能交通系统研究中具有广泛的应用价值,但在极限仿真工况下,如大侧向加速度、低附着系数与制动到零等仿真的应用中还存在一些问题。预瞄-跟随系统的基本理论是确定驾驶员模型参数的理论基础。当在低速情况下进行两自由度车辆模型与复杂车辆模型等效时,等效模型参数Tq1小于零,导致驾驶员模型的预瞄时间小于零,进而驾驶员模型的预瞄距离小于零,使得驾驶员模型在进行预瞄点位置搜索时得不到预瞄点的位置。分析了驾驶员模型在制动到零仿真中存在的问题,采用低速时延长驾驶员模型延迟时间的方法。仿真结果表明这种方法有效的解决了驾驶员模型在低速及直线与转弯制动到零仿真中的应用问题。

基于Linux的多路视频监控系统设计与实现

设计并实现了一套建立在PC硬件平台之上、基于Linux的多路视频监控系统。分析了该系统的结构,详细论述了多路视频采集卡驱动程序和SDK的设计与实现,说明了系统采用的多种优化策略。通过演示版用户程序证明了该系统的正确性和高效性。

基于xPC Target的采集卡驱动程序开发

基于xPCTarget实时物理仿真平台的系统的设计\仿真比传统的仿真方法方便快捷很多,而且实时性好,但是其支持的实时仿真设备很少,使用受到很大限制。利用S-function模块快速开发了研华PCI-1712数据采集卡的驱动程序,解决了仿真过程中在线实时数据采集的问题。该方法普遍适用于各种采集卡。

半挂汽车列车单点预瞄驾驶员模型参数研究

以半挂汽车列车与单体车为研究对象,应用最优控制建立方向控制驾驶员模型,建立目标函数研究驾驶员模型参数预瞄时间的特点与操稳表现。结果表明:驾驶员模型操纵半挂汽车列车行驶时可找到最佳车速和最佳预瞄时间来提高跟踪能力与侧向稳定性,最佳预瞄时间低车速时与单体车差异小、高车速时较单体车更长。

基于视觉特性的驾驶人预瞄时间建模

针对固定时长的预瞄时间无法真实反映驾驶人预瞄行为的问题,首先对自由流条件下的驾驶人视觉特性进行研究,得到直行路段驾驶人注视点多分布在车道中央、弯道路段驾驶人注视点多分布在内侧边缘线附近且视线近似与内侧边缘线相切的结论;在此基础上,探究直行和弯道路段驾驶人预瞄时间的求解方法,并借助驾驶模拟器进行试验,获得了17位驾驶人的预瞄时间。由于预瞄时间的原始数据分布离散程度高,难以直观地体现其随道路线形的变化规律,因而对预瞄时间随道路线形的分布特征进行研究,利用分组求中位数的方法进行数据处理,最终构建预瞄时间关于道路线形的分段线性函数和非线性指数函数。最后,通过数值仿真研究不同类型的预瞄时间(固定时长的预瞄时间、分段线性函数预瞄时间及指数函数预瞄时间)对人-车-路闭环系统动力学特性的影响。研究结果表明:驾驶人预瞄特性会对车辆的轨迹跟随和车道保持绩效产生重要影响;在闭环系统中使用随道路线形变化的预瞄时间可以显著提高车辆的轨迹跟随绩效,确保车辆在指定车道内行驶;驾驶人对道路环境的感知具有自适应性,通过其视觉特性可准确感知环境变化,并据此调整决策目标及其操纵特性。