基于激光雷达的自主机器人移动路径跟踪方法

为了避免机器人移动时出现轨迹偏离以及障碍物碰撞等问题,提出一种基于激光雷达的自主机器人移动路径跟踪方法。通过激光雷达技术对自主机器人活动范围展开雷达监测,实时获取高精度的环境轮廓信息,基于获取的信息完成机器人移动SLAM图的构建。使用PRM算法对环境内移动路径展开规划,根据规划结果使用纯追踪算法确定移动路径跟踪控制方程,引入跟踪轨迹调节系数优化方程,实现自主机器人移动路径跟踪。实验结果表明,利用上述方法开展机器人移动路径跟踪时,机器人移动速度、转向角与目标之间的差距较小,说明其跟踪精度高,性能好。

复杂运动路径下滑坡转向变形机理研究

滑坡受地表地形地貌和滑面形态的影响,在运动过程中常表现出转向、分叉、聚合等复杂行为,研究复杂运动路径下滑坡转向变形机理对滑坡的防灾减灾工作有重要意义。以三维地质建模技术为基础,构建庞家湾滑坡的三维颗粒流模型。通过PFC模拟滑坡的运动过程,得到如下结论:庞家湾滑坡发生了转向和聚合行为,滑坡中后部土体的滑动方向发生偏转并在坡脚与东北区域滑体聚合;滑坡中部发生转向运动的颗粒以较快的速度首先开始滑动,且速度由滑坡中部向周围呈辐射状减小;滑坡前缘在整个运动过程中,始终保持较快的运动速度,而后缘运动速度较慢,此外滑体表面速度大于滑体内部和底面速度,而滑坡各部分运动速度不同则是造成滑坡转向变形的重要原因。揭示了复杂路径滑坡的运动规律和转向变形机理,为评估滑坡风险,采取更为合理的防治方案提供理论依据。

改进海洋捕食者算法的机器人路径规划研究

为解决海洋捕食者算法(MPA)收敛速度慢、收敛精度低、易陷入局部最优的问题,提出一种多策略改进海洋捕食者算法(IMPA)。引入Logistic混沌映射初始化种群,增加捕食者种群多样性;基于当前迭代次数t的自适应移动步长动态调整策略,增强算法逃离局部最优的能力;在IMPA迭代后期,加入中垂线算法(MA),基于中垂线策略的游离粒子位置更新方法,能够加快更新捕食者的位置,增强算法的寻优速度和寻优精度,避免算法陷入局部最优。最后通过改变IMPA阶段转换寻优过程,进一步平衡搜索过程,加强全局与局部适应性。选用6个基准测试函数对算法性能进行测试,测试结果显示:IMPA收敛速度更快,收敛精度更高;最后将改进算法应用于移动机器人路径规划,仿真结果表明:该算法规划的路径长度更短,搜索效率更高。

愚公移山精神在推进中国式现代化新征程中的价值意蕴

实现中国式现代化既需要强大的物质力量,更需要强大的精神力量。愚公移山精神根植于中华优秀传统文化,为推进中国式现代化注入强大精神动力。实现中国式现代化需要大力弘扬愚公移山精神,两者具有内在关联和高度的契合性。愚公移山精神是贯穿中国式现代化科学内涵的一条红线,凝聚着实现中国式现代化的磅礴伟力。新时代新征程,需要积极实施愚公移山精神的创造性转化和创新性发展,推进愚公移山精神融入中国式现代化建设全过程。

2006—2022年黔南州冰雹特征分析

【目的】为进一步提高对黔南冰雹特征的认识。【方法】利用2006—2022年多普勒天气雷达、常规气象观测资料以及人工影响天气作业站点冰雹观测等资料,采用统计学方法分析了影响黔南州的冰雹直径、降雹持续时间、冰雹日变化、冰雹云移动速度等特征。【结果】黔南州的降雹主要出现在3、4月份,降雹以中冰雹为主,冰雹日变化明显;一天中冰雹主要发生在15时—次日00时,白天17—20时冰雹频发。降雹持续时间短,65%的降雹持续时间在5 min以内。冰雹云单体的移动速度范围为16~102 km·h^(-1),平均速度50 km·h^(-1)。冰雹云单体的维持时间最短仅为17 min,最长可达290 min,平均122 min。【结论】冰雹云移动路径主要以西南路径为主,其次是西北路径和偏西路径。西南路径降雹点主要分布在黔南州中部一线,西北路径降雹点主要分布在黔南州中西部的惠水、长顺,偏西路径的降雹点主要在黔南州中北部。影响黔南的冰雹云源地有境外移入和黔南州境内生成两类,主要源地在安顺市、黔南州、黔西南州东部和北部、毕节市东部和南部以及贵阳市南部,不同路径的冰雹云源地具有明显的分布差异。

机器人移动路径跟踪与实时避障方法

针对机器人测距精度低、跟踪误差大等问题,提出机器人移动路径跟踪与实时避障方法。采用扩展卡尔曼滤波算法,匹配激光传感数据与机器人周边环境特征,融合激光测距数据和人工路标,连续更新机器人位置,实现机器人移动路径跟踪;基于所获取的环境信息,采用自适应阈值法,通过阈值求可行方向,选取最大阈值所对应的方向作为机器人的参考行驶方向,并确定线速度控制律。实验结果显示方法可有效实现固定障碍与运动障碍条件下的路径跟踪与避障目的。

近10a房山区暖季强对流天气特征分析

【目的】为了解房山区暖季强对流天气的时空分布特征和环流形势,提高强对流天气的预报准确率和防灾减灾服务水平。【方法】利用2012—2021年房山区46个自动站常规观测资料、灾情数据、探空资料及北京观象台S波段雷达数据,对房山区强对流天气的特征进行分析。【结果】近10 a强对流天气总体呈现波动上升态势;7月强对流天气发生频次最高,6、8月次之;短时强降水发生频次比雷雨大风、冰雹高;强对流天气日变化呈“午后”型特征,短时强降水09—14时、20时—次日03时为高发时段;雷雨大风17—22时最频发;冰雹高峰时段在15—17时。不同强对流天气的空间分布差异明显,受地形、水汽条件影响,短时强降水在山区及沿山一带多;雷雨大风空间分布不均,山区及南部平原多;冰雹山区多、平原少。西来槽型、蒙古低涡低槽型、东北冷涡型环流背景下发生强对流天气的频次高,多以西北路、西南路、偏西路径影响。【结论】研究成果可为房山区精细化预报预警提供参考,有助于提升全区应对灾害性天气的能力。

无人机辅助移动边缘计算中信息新鲜度优先的轨迹规划和任务卸载算法设计

无人机辅助移动边缘计算系统在5G/6G通信中有着深远意义。针对6G通信网络中各类通信设备对信息时效性和数据新鲜度的需求,提出一种基于双深度Q网络的信息新鲜度优先的轨迹规划和任务卸载算法。结果表明,所提出的算法相较于基准算法有效降低了平均AoI。

登陆华东台风导致河南暴雨的统计分析

利用中国气象局热带气旋资料中心提供的1959—2021年的台风数据和河南省气象信息中心提供的1980—2021年的全国探空数据和河南省降水资料,运用数理统计、天气学分析等方法,对历年登陆华东及其导致河南区域暴雨的台风进行统计。结果表明:1959—2021年年均登陆华东的台风为2.5个,最多年份有6个,最少年份无台风登陆;91.1%的登陆华东的台风集中在7—9月,其中8月的最多,有67个;登陆最早的出现在5月27日,最晚的出现在10月23日。1980—2021年共有105个台风登陆华东,其中有18个台风导致河南出现30个区域暴雨日,单站日降水量超过200 mm的有10个,占区域暴雨日总数的33.3%,最大单站日降水量为商丘站的364 mm,突破建站以来历史极值。18个影响河南的台风登陆点集中在福建、浙江两省及上海市,登陆福建的最多,为11个;登陆后移动方向可归纳为西北转偏北和偏西转向两类路径。暴雨期间高空风场分析显示,台风主要通过低压和倒槽两种形势影响河南。通过对台风登陆时刻及其陆上移动期间的大尺度环流场进行诊断分析,概括出三类天气学概念模型,可为今后预报所用。

复杂曲面微小零件的微细切削工艺研究

微小零件由于尺寸微小、结构复杂、加工精度高,所以对加工工艺的要求极高。微细切削是微细加工技术中效率较高、工件材料适用范围很广的加工方法,在微小零件的加工工艺研究中特别重要。主要阐述了微细切削加工设备及刀具系统配置、微细加工的特点及工艺要求、复杂曲面微细切削加工刀具和参数的选择、复杂曲面微细切削加工的实际加工等问题,通过采用合理的加工工艺和走刀路线,可以实现微小型零件的高精度加工,满足微小产品的需求。

基于Voronoi图和快速行进的移动机器人导航路径规划

移动机器人导航路径规划是机器人的关键技术,其目标是高效、高质量寻找导航和运动规划路径。论文介绍了移动机器人通用控制平台的架构,提出了一种新的全局路径规划器,即采用Voronoi图提取环境中最安全的区域,并将快速行进法应用于由Voronoi图所提取的最安全区域中,从而获得最短的路径。另外,提出了通用机器人导航架构,在对导航架构描述的基础上将机器人导航和环境快速全局规划器相结合,并采用样条规划曲线对机器人的全局路径进行细化插补。该方法将地图尺寸缩小为一维地图,且是移动机器人环境中最安全的区域,这使得移动机器人具有速度快、可靠性强的特点。将提出的方法应用于实际的移动机器人导航路径规划中,结果表明该方法能够成功地完成移动机器人导航路径规划任务。

基于移动方向预测的SDWN无缝切换方案

针对软件定义无线网络(SDWN)中接入点密集部署场景中的切换问题,从用户侧角度提出基于移动方向预测的SDWN无缝切换方案.该方案引入路径向量,综合考量信号强度值、接入点负载和路径向量等参数在切换中的作用,重新构造SDWN网络中切换权重因子,为用户选择最优的无线接入点.通过开源平台Mininet-WiFi仿真对比,证明该方案可以有效减少不必要的切换,提升用户体验.

亚丁湾附近海域海洋中尺度涡的时空特征分析

亚丁湾附近海域中尺度涡过程活跃,了解和掌握其分布特征与变化规律,对于研究区域海洋动力学过程具有重要意义。利用CMEMS提供的多星融合海面高度异常资料,采用海面高度异常等值线法,对2003~2021年间亚丁湾附近海域中尺度涡进行了识别和追踪,并对其时空分布和移动特征进行了统计分析。结果表明,19年间亚丁湾附近海域共出现147个中尺度涡,这些涡旋几乎均在亚丁湾以东海域生成,并主要以3种不同路径向西移动。其移速存在明显的季节变化,夏季风期间移动缓慢,呈准静止状态,冬季风及季风转换期以约平均5~8 cm/s的速度向西移动。

基于粒子群优化的智能机器人移动路径跟踪控制研究

目的针对智能机器人移动路径跟踪控制效果差问题,提出基于粒子群算法的智能机器人移动路径跟踪控制方法。方法构建智能机器人移动物理空间网格分布模型,采用自适应的地图网格跟踪控制方法实现对智能机器人避障和作业型驱动控制,采用自适应的作业型驱动参数分析和控制方法实现智能机器人移动路径规划和空间参数识别,通过模糊跟踪控制和路径分布融合的方法实现对移动路径的寻优约束控制,采用粒子群优化算法实现移动路径跟踪控制过程中的路径寻优和收敛性控制。结果采用该方法进行智能机器人移动路径跟踪控制的自适应性较好,寻优控制能力较强。结论该方法可以有效提升智能机器人移动路径跟踪控制效果,具备一定的实际应用价值。

基于激光测距技术的机器人移动路径跟踪与实时避障

为了获得理想的机器人移动路径跟踪效果,改善实时避障能力,提出基于激光测距技术的机器人移动路径跟踪与实时避障方法。采用激光测距仪获取机器人的相关位置信息,获取障碍物位置信息,采用扩展卡尔曼滤波算法对机器人移动路径进行跟踪操作,根据所得路径实现机器人避障。仿真结果表明:该文方法可以获得高精度的机器人移动路径跟踪结果,而且可以实时避障移动路径上的障碍物,具有一定应用价值。

夏半年川西高原600hPa低涡活动特征

600 hPa天气系统能够分析川西高原低涡变化的主要特征,并能识别低涡的发展移动和川西高原强降水落区的关系。利用1979—2020年逐3 h的ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)和2011—2020年逐小时降水资料,对夏半年川西高原600 hPa低涡活动特征、低涡与降水的关系及致雨低涡动力和热力特征进行统计分析,结果表明:(1)42年间低涡年均80个,持续时间1 d以内占总数的95.7%;在川西高原本地生成、移入和移出低涡年均61.5个、18个和5.3个;低涡源地和消散地分别在甘孜州白玉县和理塘县为中心的区域。(2)生命史大于12 h的低涡占比36.4%,都会带来降水,其中超83.7%会造成中雨以上降水;低涡伴随的日降水强度最大值中心位置随月份先由川西高原东部与南部地区北移到中部,之后逐渐移回到东部与南部地区,相对应7—8月多低涡从北部南移到中部摆动消亡,其余月份多低涡从中部生成影响到东部和南部地区或在南部生成并停滞或摆动。(3)强烈垂直上升运动和正涡度区的耦合发展以及深厚不稳定层结的形成和加强是致雨低涡发生发展并产生强降水的动力特征和热力层结条件。

四川盆地冷锋特征及其对逆温和大气污染的影响

为进一步研究四川盆地冷锋特征及其影响,利用2015-2019年历史天气图、地面和高空气象观测以及大气环境监测数据,对四川盆地冷锋特征及其对逆温和大气污染的影响进行分析和讨论。结果表明,四川盆地冷锋过程年均9.6例,春秋季最多、最强。偏北路径冷锋最多、平均强度最强,春秋季最多;西北路径冷锋个例数和平均强度次之,夏多冬少;偏东路径冷锋最少、最弱。冷锋过境时逆温频率降低,过境后回升。冷锋过境对PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(2)、CO以清除为主,对颗粒物的影响高于气态污染物,而O_(3)浓度随冷锋过境有增加趋势,强冷锋清除效果高于一般冷锋。过境时,西北路径冷锋的清除效果最好,PM_(2.5)浓度降低近一半,而偏东路径冷锋清除能力最弱。冷锋过境后,偏北路径冷锋的清除作用依然显著,污染物浓度持续降低。

基于VERICUT的动叶轮叶片切削优化

动叶轮是某泵体的重要零件,其制造质量直接影响泵体的工作性能。动叶轮叶片属于环形封闭式结构,在进行动叶轮叶片铣削加工时,刀路轨迹将直接决定工件的加工效率和刀具的耐用程度。该文采用CAM编程方式,利用五轴定向功能铣削动叶轮叶片,制定了单向螺旋顺铣的走刀路线,该切削方式大幅缩减加工时间,提高了刀具使用寿命。此外,结合VERICUT软件的优化控制功能,通过恒体积去除率方法提高叶片空走刀部位进给量,有效减少程序空走刀时间,再次缩短了加工时间,提高了动叶轮叶片的加工效率。

自主行进成套配电箱可翻转运转车的系统设计研究

自主行进成套配电箱可翻转运转车系统设计的主要目的是实现载有多种硬件模块运转车系统的自动避障测距行进功能,系统具有简单、经济、可靠、智能化的特点,适合应用于配电柜在生产试验场所各小室短距离自动转运,为配电柜生产检测企业频繁流转柜体提供便利。本设计运用了多种传感器测量技术进行避障和测距控制,人工势场法全区域覆盖局部路径规划行进路径,完成道路行进作业的自主实现。成套配电箱可翻转运转车系统硬件电路设计部分包含了控制器子系统、动力和电力子系统、传感探测子系统三部分的方案论证和选择;软件设计部分对于实现系统功能的运转车系统主程序和各个子程序绘制出软件流程图并进行了理论分析。

福建热带气旋风雨空间分布特征及风险评估

根据1961—2010年热带气旋资料,按登陆地段或移动路径将登陆影响福建的热带气旋分为11种路径,分析各种路径的致灾因子空间分布特征,结果表明:热带气旋雨灾最严重的区域位于北部和中部沿海,风灾最严重的是南部沿海;从路径来看,降水强度最强是登台入闽北路径,强风区域最大的是直接登陆闽南路径和登台入闽中部路径,风力最强的是登台入闽南路径。采用相关系数客观赋权法建立了致灾因子风险评估模型,分析不同热带气旋路径致灾因子风险等级,登台入闽中和登台入闽北路径风险最大,其次是直接登陆闽南和登陆珠江口及以东路径;高风险区域(包括次高危险和高危险区)集中在沿海地区、闽西和闽北的局部。