无人机飞行计划管理系统研究

当前无人机用户不办理任何飞行审批手续,对航空安全造成严重威胁,必须加强管控。为确保无人机飞行安全,需注重其飞行动态控制,通过飞行计划监督无人机飞行活动,由此提出一种无人机飞行计划管理系统。系统在分析无人机飞行计划基本元素、表达模型及其生命周期的基础上,设计了管理飞行计划的三大模块,即计划处理模块、计划验证模块和计划执行模块。其中,计划处理模块实现申报和校验飞行计划;计划验证模块通过加载空域数据、地理高程数据、GRIB 气象数据验证飞行计划的可执行性;计划执行模块监视飞行计划执行进度,管理飞行计划执行状态的变更。系统运行验证表明,可有效管理无人机飞行计划,并可在仿真平台实现由无人机飞行计划生成初始模拟航迹的及时运行和监管。      

考虑疫情影响的卡车无人机协同配送路径优化

在新型冠状病毒感染的肺炎（新冠肺炎）疫情蔓延的背景下，提出利用“卡车-无人机”协同配送新模式对疫情相对严重的地区进行物流配送，进一步研究该模式对疫情影响下物流配送的价值。考虑无人机最大飞行时间、载重以及道路条件等因素，将客户分为只能由卡车服务的客户、只能由无人机服务的客户以及卡车与无人机均能提供服务的客户3类，以车辆总服务时间最小为目标，建立车辆与无人机协同为客户提供配送服务的数学模型。设计嵌入简单启发式算法的混合邻域搜索算法，通过不同规模算例运算时间及多次运算解的波动性验证算法的有效性；通过对TSP算法、邻域搜索算子的不同组合的分析，找出最优的组合，进而对无人机最大飞行时间、无人机飞行速度载重影响因子进行了灵敏度分析。研究结果表明：计算结果验证了算法的有效性；TSP算法质量直接影响邻域搜索操作得到解的质量，可以通过高效TSP算法设计寻找更好的配送方案；无人机续航能力越强，目标函数就越小，无人机飞行速度载重影响因子越大，导致配送所需的服务时间越多，可以通过选用续航能力强、飞行速度受载重影响小的无人机提升配送服务效率。研究成果可以为城市发生重大灾难或特殊情况时，城市物流配送系统中无人机的应用提供指导和参考价值。     

基于机器视觉和支持向量机的汽车焊点定位研究

如何提高工业机器人的定位精度是实现汽车焊点自动化检测任务的一个关键技术问题。针对传统示教再现机器人存在的定位精度问题,提出一种基于机器视觉和支持向量机回归的焊点定位方法。通过融合激光测距信息的视觉系统测量机器人示教位置与期望位置的偏差,进行焊点的初步定位;建立基于粒子群优化算法的支持向量机回归模型,对视觉引导后的机器人末端进行三维空间上的误差补偿,实现焊点的精确定位;搭建了一套完整的试验平台,并与常用的支持向量机参数优化算法以及误差补偿模型进行比较和误差分析,验证了该方法的有效性和优越性。     

航迹预测方法在航路飞行中的应用

通过选择适当的坐标和符合民航飞机实际的飞行运动模型，以雷达数据为观测信息，对空中交通管制轨迹预测进行动态仿真，验证飞行运动模型的可行性和有效性。介绍了大圆航迹的推测思路和算法，研究了等角航迹的航路推测，探讨了大圆航迹推测算法的实现。     

无人机在高速公路建设期弃渣场监测中的应用研究

针对传统方法难以全面、准确地对高速公路建设期弃渣场进行监测的问题,本文提出了一种基于无人机技术的高速公路建设期弃渣场监测方法。首先确定了弃渣场监测指标体系以及无人机监测的具体指标内容,然后针对性地设计了一套完整的无人机监测方案,包括无人机外业航飞、内业数据处理、监测信息提取三个步骤。使用本文方法在墨临高速忙六山弃渣场、晋红高速陆家屯弃渣场进行了实际应用,取得了良好效果。     

基于扩展卡尔曼滤波算法的智能泊车航位推算研究

针对智能泊车系统对高精度车辆航位估计的要求,设计了基于轮速及方向盘转角信号的扩展卡尔曼滤波航位推算算法.离线仿真实验将本算法与传统航位推算算法进行了对比,结果显示本算法具有更高的精度;实车试验进一步验证了本算法的实际应用价值.     

基于模型越野车差速锁控制算法的实验平台研制

为了解决现有差速锁自动控制算法实验平台存在的成本高、效率低、数据采集困难等问题,课题组研制了一款基于模型越野车差速锁自动控制算法试验平台。通过在一辆1:8的模型仿真越野车上布置传感器采集车辆状态信息传输到控制器计算处理,通过蓝牙方式实时观测传感器检测车辆状态信息,控制器判断车辆趴窝状态而发出控制指令从而对车辆差速锁的锁止状态进行控制,达到车辆脱困的目的。该实验平台的研发为验证差速锁的自动控制算法提供技术支持。文章主要介绍了该实验平台的设计方案、结构组成、传感器安装位置和模拟车辆趴窝差速锁的自动锁止、解锁工况,验证了实验平台的有效性和可靠性。该实验平台的开发为后续差速锁自动控制算法的移植提供了试验条件和为验证差速锁控制算法的可靠性提供了实验基础。     

基于传感器网络的智能交通系统架构及关键技术

针对传感器网络应用于智能交通系统的关键技术,深入研究准确测量车长和车速的磁敏车辆检测算法、基于节点比特能量消耗和工作模式切换优化的低功耗设计方法、具有可靠性保障的网络拓扑和网络协议设计以及简单有效的时间同步方法,并提出智能交通传感器网络系统架构和关键技术。通过工程实际应用．测试验证了关键技术的有效性和系统架构的可行性。     

基于深度学习与漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统研究

为准确、全面地评估桥梁缆索的损伤，开发了基于深度学习和漏磁探伤的桥梁缆索检测预警系统。该系统主要由检测平台和预警平台两部分组成，利用检测平台中爬索机器人的高清摄像头和磁传感器列阵收集缆索表面的缺陷图像及漏磁信号数据，随后将缺陷图像输入到深度学习模型中对其进行自动分类与识别，利用小波分析处理漏磁信号数据以确定内部高强钢丝锈蚀缺陷位置，并根据检测到的数据提出了五级预警。为验证桥梁缆索检测预警系统的可靠性，利用该系统对4座在役斜拉桥的缆索进行检测。结果表明：该系统嵌入的深度学习模型和经过小波分析处理后的磁信号能够准确识别桥梁缆索表面的缺陷特征和内部钢丝锈蚀位置；该系统中预警平台可以将检测信息及时发送给管养部门，便于其采取相应的补救措施。     

轮毂直驱电动汽车速度传感器的故障容错控制

提出了一种基于轮毂电机无位置传感器估测算法的故障诊断及容错控制策略,以便在速度传感器故障时,保证电动汽车操控稳定性。建立了3自由度车辆动力学模型,分析了速度传感器故障对车辆动力学性能的影响。采用阈值特征法诊断传感器故障及其类型,利用磁链观测器无感算法实现故障容错控制,设计了功率角渐进补偿的状态切换,来实现驱动转矩的平滑过渡。通过Matlab-CarSim仿真平台,验证了直行工况及双移线工况下的速度传感器故障容错控制。结果表明：在设定工况下,该控制策略可在3 ms内恢复并维持100%电机转矩输出,消除车体0.77 (°)/s的横摆运动角速度,从而保证车辆行驶稳定性。     

综合勘察方法在米亚罗3号隧道出口滑坡中的应用及治理措施研究

通过采用无人机航拍、地质调查、钻探、物探、测试、试验等相结合的综合勘察方法，查明了米亚罗3号隧道滑坡形态、范围、覆盖层厚度、基岩面、滑动带位置等滑坡结构及特征参数。采用航拍和地质调查相结合的方法准确查明了滑坡形态和范围；钻探和物探所获取的基岩面、滑动带、地层岩性等地质参数基本一致，为后续治理设计提供了有力数据支撑。在滑坡勘察和综合治理设计中，采用综合勘察方法有利于节约造价，提高勘察质量和效率。     

综合无人机、GIS、BIM技术的道路设计研究

基于无人机、GIS和BIM技术,利用倾斜摄影与激光雷达形成GIS数据、工程地质调绘数据、工程钻探数据等成果,快速建立地表真三维GIS、地质体模型与道路模型的信息融合体.采用自主研发的“智绘地质建模”软件,快速建立包含海量信息的地理地质模型;通过“智绘路基设计”软件将成果应用于道路辅助设计和BIM建模工作中,为工程设计提...     

EH4在深埋长隧道地质勘探中的应用研究

EH4电磁成像系统是将部分可控源与天然源相结合的一种大地电磁测深系统,EH4能进行连续观测,获取丰富的地电信息,可以高效率、低成本、高质量完成隧道地质勘察任务。以西南某高速公路深埋长隧道施工为例,介绍EH4的原理,说明EH4在划分地质构造、查明地下不良地质体的应用效果,为隧道设计及安全施工提供参考。     

长大隧道施工过程中突水突泥灾害预测预报技术研究

在岩溶地区深埋长大隧道的施工过程中,由于深层岩溶发育的复杂性,造成施工过程中突水突泥灾害频繁发生,对工程造成很大影响,所以进行施工地质预测预报是必要的,这项工作主要包括预测和预报两个阶段。预测主要是根据岩溶水文地质与工程地质的基础理论,对岩溶洞穴管道集中发育地段进行判定,确定突水突泥灾害的危险地段,预报工作是在危险地段应用地质探测方法对施工掌子面前方的岩溶洞穴管道分布状况进行探测,在这方面主要方法有水平钻探和物探手段,探地雷达作为近年来发展起来的一种物探方法,由于其探测过程的连续性和定向性,在中短距离的探测预报中具有突出的优势。文章探讨了岩溶形成条件综合判识、水平钻探与探地雷达相结合进行岩溶隧道突水突泥灾害超前预测预报的方法。     

一种基于两重分批估计融合计算的车辆环视系统自适应标定方法

车载全景360影像系统可以帮助用户实时获取周边环境信息,该系统需要在一个特定区域做标定,车辆需要精确无偏斜地停靠在场地中央.但在实际生产过程中,受制于现场操作人员的熟练度以及现场车辆限位装置的精度,经常出现车辆停靠歪斜的问题,对于最终标定后的成像质量影响很大.针对这些问题,文章提出一种方法,通过摄像头光轴线与基准线的比...     

地震CT法在花岗岩球形风化残留体勘探中的试验研究

在城市盾构隧道建设过程中,盾构掘进若遇到花岗岩风化残留体（俗称孤石）,掘进施工将非常困难,盾构姿态难以控制,刀具磨损严重,刀盘和刀座易变形,常常会出现喷涌、塌方、刀盘被牢牢卡住或刀盘严重磨损等意外情况。为保证盾构的顺利掘进,需采用物探方法探测出隧道沿线孤石分布情况。针对南方地区花岗岩地层特征,采用数值模拟和现场应用试验的方法开展花岗岩风化残留体的地震CT法探测技术研究,经钻探取芯验证与实际较吻合,解决了花岗岩风化残留体的准确探测与定位的难题。提出的一些合理化建议可为今后类似城市地铁工程施工提供参考。     

深埋隧洞TBM超前地质预报及预处理关键技术研究

为有效解决复杂不良地质条件造成的施工风险,系统开展TBM施工超前地质预报工作,综合采用TRT7000、TSP203、超前地质钻孔、微震监测等技术手段,结合地勘、地面物探及已揭露围岩特征,实现对不良地质的准确有效判识;针对隧洞沿线实际地质条件,对TBM设备进行优化设计,提高TBM设备应对断层破碎带、突涌水、挤压大变形及岩爆等灾害的能力;在此基础上,提出TBM施工灾害超前预处理技术方案,以减少卡机现象,避免埋机等事故风险。     

基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报初探

由于北京地铁八号线三期工程六营门站—五福堂站盾构段区间特殊的工程环境及工艺,使得传统的预报方法难以开展实施。以盾构刀盘切削震动为震源,以地震波反射法为原理进行地震波相位特性和振幅特性的解析,提出了基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报方法,并进行超前预报及跟踪对比工作。现场试验表明:基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报系统布设简单、操作方便,且不影响作业面推进;基于地震波反射法的盾构施工超前地质预报系统能较好地反映地下介质体的形状与轮廓,图像判译结果基本与地质资料吻合,与开挖跟踪结果一致。     

差分GNSS倾斜摄影在山区公路勘察设计中的应用

采用差分GNSS提高飞行POS精度,对带有高精度POS信息的影像进行空三影像匹配与平差运算,讨论同一区域采用不同数量像控点,参与空三平差对空三精度和最终生成的倾斜三维模型精度的影响,并总结出外业航飞像控点布设方案;利用倾斜实景三维模型进行山区不良地质体识别,建立基于机器学习的地质识别与风险评价系统,构造包含多种不同信息...