基于GPS的列控轨道地图数据生成方法研究

为满足列车运行控制及列车定位不同层次的需求,将轨道地图数据分为轨道专用数据、轨道线路数据及地形环境数据,并对轨道地图线路数据按照不同尺度划分为特征点层及插值点层,形成列控轨道地图结构。针对原始GPS地图测量数据,采用多点加权距离检验及Kalman估计差值检验实现错误数据剔除;根据轨道曲线特征对原始数据进行划分,通过在各划分段内动态调整约减限差,选取一定数量的轨道线路特征点在低尺度上实现轨道线路描述;基于所求得特征点,采用三次B样条曲线反算生成拟合曲线,并按照一定的距离分辨率进行等距离插值,在高尺度上细化轨道曲线特性;通过地图数据点里程信息补充,完整实现列控轨道地图数据的生成。青藏线实测数据计算结果表明,该方法计算简单,易于工程实现。

列车定位轨道电子地图数据约简算法研究

高效、高精度的轨道电子地图是实现列车定位及列车运行控制的重要基础。为了提高轨道电子地图数据的存储及使用效率,在地图生成过程中需要在保证精度的前提下对测量数据进行约简。本文在实测数据的基础上分析轨道地图测量数据特性,采用小波变换及距离判别的方法对异常测量数据进行剔除,提出一种基于垂距判定和三次B样条曲线拟合的数据约简算法用于地图生成。该算法利用垂距判定方法从异常值剔除的原始数据中选取一定数目的测量点构成轨道特征点集,并对其进行三次B样条拟合,通过对拟合曲线进行误差判别修正和补充特征点,完成数据最终约简及轨道地图生成。青藏线实测数据验证结果表明,在合理选择垂距限差的情况下,该算法能够有效约简原始地图测量数据,并保证所生成地图的精度水平。

生成高精度轨道电子地图的数据处理方法

为生成铁路线路的高精度轨道电子地图,采用卡尔曼滤波方法对全球导航卫星系统车载设备多次采集到的同一条线路的轨道定位数据进行滤波,剔除采集信息中的野值,从而生成对应该线路的多条轨道曲线;采用轨迹拟合方法对这些轨道曲线进行归一化处理,生成1条轨道拟合曲线;再采用垂直距离判据数据约简算法,去除轨道拟合曲线中的冗余数据;最后运用地理信息系统技术生成该线路的轨道电子地图。采用现场试验数据对给出的方法进行验证。结果表明:采用此方法进行数据处理后所生成的轨道电子地图不但定位精度高、一致性好,而且便于数据的存储和检索。

基于GPS轨迹数据的地图匹配算法

针对GPS浮动车轨迹数据具有整体运动趋势的特点,结合城市路网行车限制的约束,提出一种GPS轨迹数据的全局地图匹配方法,综合考虑轨迹曲线与路网路径的曲线相似性、实际行车的路段几何拓扑和交通管制约束下的连通性,实现较好的地图匹配效果,并通过实验进行验证,为GPS浮动车数据的进一步分析应用打下基础。

面向新型列控系统的电子轨道地图数据约简方法研究

电子轨道地图是新型列控系统基于卫星导航的列车定位的重要参考源。为满足地图精度高、存储量低的要求,针对轨道线路数据约简方法开展研究。在面向直线表达的线路数据方面,对道格拉斯普克算法和基于线路数据航向角特征约束的约简2种算法的差异性进行比较;在此基础上面向线路数据的直线和曲线混合表达,提出一种基于Clothoid曲线的约简算法。利用曲线DP算法和垂直投影误差要求,得到Clothoid曲线片段,实现轨道圆曲线和直线的分段,提高线路数据的约简率,保障生成地图的精度。为验证提出方法的有效性,选取京沈高铁北票东—阜新北的线路数据进行分析,实验结果表明,基于Clothoid曲线拟合生成的轨道段满足0.5 m垂距精度和0.2 m测量精度,约简率达99.5%,证明提出的方法能够满足新型列控系统电子轨道地图数据约简的要求。

数字轨道地图数据平顺性检查算法研究

利用卫星导航实现多传感器列车组合定位必须建立数字轨道地图。在数字轨道测量数据处理过程中,轨道数据平顺性检查是非常重要的环节,而人工检查工作量大且无法保证数据准确可靠。本文使用短时傅里叶变换分析线路数据点夹角序列的幅度谱,通过对数据进行频域高通滤波排除线路弯道对平顺性检查的影响,从而直观的检查、定位线路中的数据不平顺区域。实验表明,该方法能够直观的呈现线路平顺性,并快速定位不平顺位置,在轨道地图GPS测量过程中降低人员工作量,保证数据准确、可靠。

基于三位置超声波检测的改进强跟踪UKF-SLAM方法研究

针对移动机器人使用超声波传感器检测环境时存在干扰与数据不确定性问题,在分析超声波传感器工作原理和相邻位置检测数据的关联特性后,提出了基于三位置超声波检测的环境轮廓构建方法,利用超声波对室内环境进行建图;再使用改进强跟踪UKF-SLAM将超声波测量数据和移动机器人驱动模型进行滤波融合,得到更准确的位姿信息与地图特征。搭建仿真环境,并通过搭载有超声波传感器的全向轮移动机器人在实验环境内验证。仿真结果表明改进方法与其他算法相比,定位和地图构建的误差降低58.058%。室内实验中,获取环境特征的平均误差降低了50.2863%,进一步验证了提出算法的可行性与有效性。该方法对机器人同步定位与地图构建有一定参考价值。

数据如何驱动设计——以回龙观社区品质提升为例

当前,大数据和开放数据共同构成了城市规划的新数据环境,以"人迹地图"时空分析平台为代表的新数据平台的出现,为规划行业提供了开展城市研究和规划设计的新数据资源与分析工具。文章以"人迹地图"时空分析平台为基础,提出数据增强设计指南,结合回龙观地区功能优化规划研究,利用LBS定位数据、公交IC卡数据以及微博语义、POI等其他数据资源,从交通出行、职住通勤、就业结构、空间特征、设施品质、人群活力和情感语义等角度对回龙观地区的空间品质与活力进行量化剖析,并通过与望京的对比,分析回龙观在各个方面存在的不足,据此提出针对性的解决对策。

一种地形三维数据快速采集系统的研究

研制出基于彩色地图的地形三维数据快速采集系统。它通过对彩色地图图像进行分色、定向、跟踪等处理 ,自动、快速获取高精度的地形三维数据 ,以便建立地图数据库、地形三维模型和对地理信息系统进行相应数据的更新。

雷达数据处理中的杂波抑制方法

研究雷达数据处理中的杂波抑制及虚假目标消除的方法。针对密集杂波干扰,结合工程应用实践,提出一种基于杂波图的杂波抑制方法,对涉及的杂波区域判别与标识、杂波图网格划分以及提高杂波图分辨率等关键技术进行了全面阐述。同时,给出了组网雷达数据处理中的杂波抑制方法,包括组网雷达杂波环境下融合权值选取以及利用融合中心信息辅助单雷达抑制杂波并建立航迹等。仿真试验结果表明,提出的方法可以有效抑制剩余杂波和剩余干扰产生的虚假航迹,适合应用于杂波环境下的雷达数据处理和组网雷达数据处理中。

基于可视化数据挖掘的技术跟踪图谱设计

通过技术跟踪，可以了解某一技术领域的现状和发展态势，为技术战略的制定提供决策信息支持。基于此，文章在技术跟踪基本流程分析的基础上，以数据挖掘、信息萃取、知识发现等技术为手段，提出了一个基于多维标度的技术跟踪图谱设计方法，开发实践层面的技术跟踪工具，并以公路工程领域为例，从国家、机构和个人三个层面进行技术优势领域的可视化实验，以此判别技术领域的深层次结构。在此基础上，着重分析我国在此领域的技术发展态势和总体现状，为相关科技计划战略的制定做一些基于工程技术分析的支撑性工作。

嵌入式数字轨道地图数据管理平台的研究与设计

在基于通信的列车控制(CBTC)领域中,列车定位是一项重要技术。本文利用全球定位系统(GPS)、嵌入式系统、嵌入式数据库等技术,根据实测GPS数据,针对数字轨道地图获取、处理和管理轨道数据等内容展开研究。详细介绍用ARM7+uClinux+SQLite组合构建数字轨道地图数据管理的嵌入式平台软硬件设计方法和具体实现步骤,为基于嵌入式数字轨道地图的列车定位研究提供一个基础平台。

一种多假设联合相容SLAM数据的关联方法

针对复杂环境下移动机器人同时定位与地图创建(SLAM)中的数据关联问题,提出了一种多假设联合相容分枝定界算法(MHJCBB)。该算法结合了多假设跟踪(MHT)算法与联合相容分支定界(JCBB)算法的优点,利用在关联时保留的多个联合相容关联假设形成多个机器人航迹假设分支。定义了航迹假设分支的评价函数,根据评价函数计算结果进行剪枝,将机器人航迹限制在一定范围内,以减小计算量,并输出得分最高的航迹假设分支。不同测量误差条件下的数据关联试验结果表明,与经典的最邻近(NN)算法、JCBB算法相比,MHJCBB算法能够获得更准确的关联结果。

基于彩色地图的地形三维数据快速采集系统

主要讨论研制基于彩色地图的地形三维数据快速采集系统。它通过对彩色地图图像进行分色、定向、跟踪等处理 ,能自动、快速地获取高精度的地形三维数据。提出了新的分色算法和数据压缩方法 ,分色算法简便、快速 ,有很大的先进性 ,并取得了很好的结果 ,压缩方法有快速、完整地提取等高线特征点的优点。本软件操作简单 ,能自动快速得到高精度的地形三维数据 ,为地图数据库的建立。

基于视频与检测器数据组成的语义层次交通事件检测

车辆跟踪中普遍存在车辆遮挡将直接影响事件检测精度的情况。为了解决这一问题,在介绍车辆跟踪算法基本原理的基础上,提出了一种基于视频与检测器数据组成的语义层次交通事件检测算法。该算法先应用时空马尔可夫随机场模型进行车辆跟踪,得到交通流基本参数,然后结合安装在道路下游的检测器获得的交通流数据一起,采用语义层次算法对交通事件进行检测。为了验证算法的准确性,最后对该算法与不使用检测器数据算法进行比较,发现使用检测器数据算法的检测率要高。通过研究得出:基于视频与检测器数据组成的语义层次算法在交通量比较拥挤且车辆出现相互遮挡的情况下,能准确判断交通事件发生,对缓解交通拥挤和减少交通事故有重要的意义。

基于离散Fréchet距离的地图匹配方法

针对离散Fréchet距离可以用于近似估计Fréchet距离且易于计算的特点,文章引入了离散Fréchet距离来判别轨迹曲线与路网路径的曲线间的距离,提出了一种基于离散Fréchet距离的全局地图匹配方法,并使用基于云模型的不确定性推理方法,实现全球定位系统(global positioning system,GPS)轨迹数据的全局地图匹配,并验证了该算法的有效性和实用性。

一种未知环境下机器人多目标跟踪算法

针对未知环境下移动机器人多目标跟踪问题,设计了一种基于联合概率数据关联的粒子滤波算法。该算法利用联合概率数据关联方法对Rao-Blackwellized粒子滤波算法进行改进,使机器人能够完成未知环境条件下对自身状态、环境特征状态和多目标状态的在线联合估计。算法将系统状态变量分为代表多目标、环境特征状态的线性变量和代表机器人状态的非线性变量,并利用联合概率数据关联Kalman滤波和粒子滤波对系统状态进行更新。通过仿真实验证明了该算法对机器人状态、环境特征状态以及多目标状态的估计准确性,验证了算法对未知环境下多目标的跟踪能力。

数字轨道地图描述方法研究及通用轨道模型设计

在对数字轨道地图格式描述方法的研究方面,欧洲起步较早。2001年欧洲制定了铁路应用标准数据接口——RailML,为数据存储和各应用间的数据交互提供了标准的格式规范。相对而言,国内尚无统一的铁路应用标准数据格式和组织规范。各研发单位根据自己研发的系统需求,自行定义数字轨道地图格式。对比了国内外常用系统数字轨道地图的描述方法,并根据列控系统的需求,提出了一种列控系统通用的轨道拓扑模型的设计方法。

飞行器航迹接收与回放系统软件的开发

介绍了飞行器航迹接收与回放系统软件的功能模块和开发流程 。

轨道电子地图基础数据建模与验证

轨道电子地图数据是实现列车卫星定位的基础数据,确保其正确性是实现列车精确定位的前提;电子地图基础数据是生成电子地图文件的基础,因此确保基础数据的正确性至关重要;针对基础数据内容多、变更频繁的现状和基于文本语言描述规则存在二义性等问题,提出一种电子地图基础数据建模与验证方法;深度挖掘基础数据间的约束关系,结合相关规范和领域专业知识,提取基础数据验证规则,利用Prolog对各类数据规则搭建其验证模型;以实际线路数据为例,证明该验证方法的高效性和准确性。