基于几何约束及迭代的NLOS环境定位算法

针对在非视距 （non-line-of-sight,NLOS）环境中传统最优化定位算法抗NLOS误差能力较弱、且需要一个较准确的初始估计位置以确保算法收敛这一问题,提出一种应用在双基站场景下的基于几何约束及迭代的定位算法. 通过引入最大散射半径作为几何约束条件,以线性迭代方式进行一维全局搜索,并采用最小二乘算法获得移动台（mobile station,MS）初始估计位置,然后利用设定的阈值门限对各初始位置点进行筛选,最后通过加权平均获得MS的最终估计位置. 仿真结果表明:当散射半径为200 m时,本文算法的定位误差在200 m以下的概率能达到100%;在相同环境下,本文算法计算时间开销仅是网格搜索法的0.4%.      

智能电动车弯曲道路场景中的避障路径规划

为研究智能电动车在弯曲道路场景下进行避障规划的有效性, 提出了一种将笛卡尔坐标系转换为曲线坐标系的方法, 利用5次贝塞尔曲线对弯曲道路场景中的车道线进行逼近得到参考路径, 通过对参考路径进行弧长参数化, 以弧长为横坐标, 横向偏移为纵坐标的方法建立曲线坐标系, 根据车辆和子目标点在曲线坐标系中的位置关系, 采用3次多项式实时生成候选路径, 利用序列二次规划算法对候选路径进行优化; 为验证所提算法的有效性, 以某智能电动车为平台, 利用单目相机、64线激光雷达、工控机等设备搭建试验车, 通过Apollo平台对车辆在弯曲道路场景中的避障算法进行在线仿真, 在园区实车试验中对避障算法进行了GPS位置误差和航向角累计误差分析。研究结果表明: 在曲线坐标系中进行车辆弯曲道路场景下的避障路径规划, 能有效地描述规划路径曲率半径、车辆中心位置偏移车道线距离等信息, 容易确定自身车辆的可行驶区域、前方障碍物位置信息, 从而生成最优路径; 在园区场景的避障过程中, GPS位置误差发生在初始点、转弯点以及避障点, 最大误差为0.15 m, 航向角累计误差为12°, 突然增大的弯道位置误差主要由车辆姿态瞬时改变及障碍物匹配过程引起, 但是误差都能够很好地控制在一定范围之内, 利用曲线坐标系解决弯曲道路场景中的避障路径规划是可行的。      

基于时空聚类算法的轨迹停驻点识别研究

利用手机等智能移动终端获取个体出行GPS轨迹数据,提出了一种新的时空聚类算法AT-DBSCAN识别轨迹中的停驻点.该方法以固定长度的滑窗搜索核心点,以时空邻近条件定义簇间距离,以簇密度大小规定合并次序.提出了出行次数一致性、出行起止时刻误差、停驻点时长误差、停驻点中心偏移距离4个算法验证指标,弥补了传统查全率、查准率等忽略停驻点时空信息准确性的不足.结果表明,识别的停驻点有98%的位置误差在30m以内,100%的时长误差在5min以内,98%的出行起止时刻误差在5min以内.此外,算法对于室内活动、定位飘移、路径重合程度高等复杂轨迹具有较好的泛化能力.     

城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法

为提高城市快速路网的整体功能和运行效益,利用实时动态交通数据,根据动态交通因素对路段通行时间的影响,将城市快速路网划分为非拥塞和拥塞两种情况,基于安全停车距离和剩余通行能力,分别计算了两种情况的路段通行时间,提出了以行程时间最短为目标的城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法.将该算法应用于西安城市快速路网进行案例分析,结果表明:该算法的最优路径计算结果与实际相符,误差在15%以内;最优路径的距离约为最短路径的1.84倍.      

基于改进PSO算法的两阶段损伤识别方法

为解决结构多损伤情况下的位置识别和损伤程度判定问题,提出了一种基于改进粒子群优化算法和贝叶斯理论的两阶段损伤识别方法,该方法采用频率和模态应变能作为损伤定位源数据,分别用基于频率改变和基于应变能耗散率的识别方法进行损伤信息的初步提取,再利用贝叶斯融合理论对损伤位置进行较为精确的判定.然后,利用粒子群优化(PSO)算法对损伤位置和程度进行更为精确的二次识别.考虑到简单PSO算法易陷入局部最优解,提出了3种改进措施,即粒子位置突变、最优记忆粒子微搜索和双收敛措施.数值仿真结果表明:采用贝叶斯融合理论可以有效地识别出可能的损伤单元,在此基础上用改进的PSO算法可以更精确地识别损伤的位置和程度,同时采用3种改进措施的PSO算法的识别精度明显优于其他PSO算法和遗传算法.     

基于自建导航与惯导的四旋翼飞行器室内导航

为实现四旋翼飞行器的室内导航,本文提出一种基于自建导航与惯性导航的组合导航系统。自建导航系统使用固定在飞行器质心处且彼此间夹角90°的三个激光束射向目标平面。飞行器利用下视相机捕捉光束点,并依据光束点相对于目标平面中参考点的位置及光束点彼此间的相对位置,获取位置和姿态信息。该导航系统具有低成本,易于实现,无需复杂图像处理算法的特点。实验共进行10组,参考点为室内地面的"十字"连接处。实验表明,飞行器在水平与高度方向的位置误差为±3cm,姿态误差为±0.5°。     

一种有效的水声信道盲均衡算法

针对超指数迭代判决反馈盲均衡（SEIDFE）算法在水声通信系统中表现出的收敛性差的问题,提出了一种稳健性好、收敛快的双模式超指数迭代判决反馈盲均衡算法.该算法对均衡器输出的实部和虚部分别进行非线性变换以修正误差控制信号,从而纠正载波相位旋转;在此基础上,将一种新的自适应变步长算法应用到前馈滤波器前向权值的迭代步长中,提高算法收敛速度;并采取判决误差切换准则,将上述改进算法与判决导引算法有机结合起来,提高算法稳健性和收敛性能.仿真结果证明了该算法的有效性.     

网联环境下信号交叉口车速控制策略及优化

为实现车辆在信号交叉口区域的节能减排及提高道路通行效率,本文构建基于目标车速关联的油耗排放模型,建立生态驾驶诱导车速控制策略。在加减速通过场景下以油耗、排放和通行时间为优化目标,以道路限速和不停车通过车速为约束,利用多目标遗传算法优化生态驾驶目标车速;基于MATLAB与交通仿真软件VISSIM进行不同算法渗透率及道路饱和度场景下的联合仿真,将仿真结果导入微观排放模型MOVES测算能耗排放。仿真结果表明：控制策略与无控制时相比,在高算法渗透率、低道路饱和度场景下,车辆平均速度提高13.8%,怠速工况比例下降 33%,中速巡航工况比例上升18%,能耗及N2O、NOX、HC、CH4排放分别减少6.6%及12.2%、4.0%、 6.3%、2.9%,CO排放增加2.5%。最后,依据仿真得到不同控制策略下的速度轨迹在底盘测功机上完成实车实验,实验结果表明,基于交通流优化的控制策略与无控制场景相比,能耗及 CO、 CO2、PN排放分别减少53.1%及47.6%、50.4%、39.8%,NOX排放增加13.6%。     

远场大转角时水下典型目标回波建模与成像

为了解决当水下目标位于声呐远场且转动角度较大时,运用距离-多普勒算法成像存在的图像模糊难题,基于物理声学方法建立了此时水下典型目标的回波信号模型,运用极坐标格式算法对目标进行成像,讨论了不同的插值算法对成像效果的影响,实现了刚性有限长圆柱体和椭球目标成像.仿真结果表明成像效果良好,有效克服了散射点越分辨单元走动的影响.     

基于GBAS的公交路径选择仿真系统研究

通过对公交系统进行网络描述,提出以换乘次数最少为首要优化目标,以公交出行距离最短为第二优化目标的基于GBAS(基于图的蚁群系统)的公交出行路径选择算法.同时,以该算法为核心研发一套仿真系统对算法有效性进行验证,亦具有一定的应用参考价值.     

基于在线有向无环图的船舶轨迹压缩算法

为了解决船舶轨迹数据的压缩问题, 提出了一种船舶轨迹在线压缩算法; 使用多次滑动推算船位判断方法清洗船舶轨迹, 使用在线有向无环图在干净轨迹上建立压缩路径树并输出采样点; 为了提高轨迹队列和路径树在内存中的查询速度, 使用哈希表对其进行管理; 为了验证提出算法的效果, 比较了真实船舶自动识别系统数据与方向保留算法、道格拉斯-普克算法的压缩时间和误差, 采用可视化方法分析了原始轨迹、清洗轨迹和压缩轨迹。试验结果表明: 在压缩时间方面, 方向保留算法和道格拉斯-普克算法的压缩时间分别约为提出算法的1.1、1.3倍, 说明提出的算法比其他2种算法的处理时间更短; 提出的算法在压缩过程中保留了时间信息, 平均同步欧氏距离误差在任何压缩率下都能保持在10 m以下, 最大同步欧氏距离误差在压缩率为1%时仅有127 m, 而其他2种算法的平均同步欧氏距离误差和最大同步欧氏距离误差不受控制, 会随机变化; 在垂直距离误差方面, 提出的算法与道格拉斯-普克算法在压缩率不小于5%的条件下, 都能保证垂直距离误差小于20 m, 而方向保留算法的垂直距离误差会随机变化; 在显示效果方面, 提出的算法能有效清除轨迹噪声点, 压缩轨迹能够较好地代表原始轨迹的宏观交通流情况。可见, 提出的算法能更高效地保留原始轨迹的形状和时间信息。      

蚁群算法在城市交通路径选择中的应用

针对城市交通路径选择问题,引入蚁群算法并将其改进为可同时满足对路程和时间最优的路径搜索算法,设计了相关的搜索规则和流程.在大量试验的基础上,讨论了算法中各种参数对路径搜索算法收敛性(包括收敛速度和准确度)的影响,并获得了一纽最优的经验参数.分析了搜索中产生伪最优解路径的规律,并通过控制收敛速度和加快趋向最优路径对蚁群算法进行了优化.结果显示,所进行的优化能有效抑制伪最优路径的产生,在2个周期内即可完成搜索.     

多径环境下多终端协作高精度定位算法

为抑制非视距误差对定位精度的影响,提出了一种异构网络环境下利用移动终端间的协作信息提高定位精度的算法.该算法根据测量的TOA(time of arrival)与基于GIS定义的SF(sentinel function)之间的关系,对移动终端与基站间的传播进行非视距识别.仿真分析结果表明,在多径环境下,提出的多终端协作定位算法的定位精度比现有算法大为提高.在协作终端数为8,其中处于视距传播的终端数为5时,提出的算法将定位误差小于90 m的概率从53%提高到98%.     

考虑出发时刻调整的日变路网配流模型

为研究交通事件导致的非平衡态下日变交通网络流量的演化规律,考虑每日 出行中对出发时刻的调整,以准点到达概率最大为追逐目标,建立每日出发时刻流量转 移模型;以前景理论描述出行者有限理性,建立基于出行时间预算的路径到达前景值及 追逐前景值最大的路径流量转移模型.并依据先确定出发时刻再调整路径的行为机制建 立日变路网配流模型.最后以一个算例验证模型和算法.结果表明,路径流量在每日出行 中随时刻的分布均呈现凸函数特性,且随着出行天数的增加,各条路径上流量随时刻分 布趋于稳定;与不考虑时刻调整的模型结果相比,考虑出发时刻的情形下,路网稳定所需 时间更长,且趋于平衡的过程中,流量振幅更大,且能达到新的平衡状态.     

双重不确定下应急物资多式联运可靠路径优化

为按时、可靠地将应急物资运达目的地，综合考虑需求和运输环境的双重不确定性、节点疫情感染风险、成本约束、班期限制和转运能力限制等，构建以可靠度最大为目标的应急物资多式联运可靠路径优化模型。同时针对所求问题的NP-难特点，设计蒙特卡洛自适应遗传算法和模拟退火遗传算法进行求解，并引入优劣解距离法对算例的运行结果进行分析。研究结果表明：蒙特卡洛自适应遗传算法较模拟退火遗传算法在求解质量和求解时间方面更优，在交叉概率为0.80，变异概率为0.08，种群大小为50的最佳参数组合下，得到的优化路径最大可靠度为85%，且求解出来的最优路线均未经过存在疫情感染风险的节点，求解结果较好。参数分析表明：在交叉概率相同的条件下，两种算法的平均运行时间均随着变异概率的降低而减少，随着变异概率的增加而增加；多式联运路径优化的决策会受水铁班期的影响。     

基于多路径联网收费问题的检测点分布研究

随着高速公路建设的飞速发展,依据最短路径来分配通行费的方法已经不能满足各高速公路的合法利益,只有准确的估计出路径流量,才能合理拆分,而只有合理的布设检测点才能准确的计算出路径流量。本文首先阐述了研究检测点分布的必要性。在以前的基础上结合现在路网的发展状况提出了检测点分布必须遵循的基本规则,然后从模型的建立、计算方法和算法仿真等方面进行重点研究。最后得出结论：只有合理的布设检测器才能成功解决多路径拆分问题。     

基于遗传算法的切割路径优化

将遗传算法用于求解加工路径优化问题．针对加工路径优化目标，即零件加工轨迹应走过零件所有内外轮廓且路径最短，给出了非确定型的多项式数学模型，并根据优化目标将其简化为点与点之间的优化．用遗传算法对加工路径优化进行了遗传编码，并对75个零件排样进行了计算机仿真计算．仿真结果显示，最优值（37129mm）为初始值（43622mm）的85％，表明该算法可行。