路基表面沉降视觉检测系统光斑中心定位方法研究

激光光斑中心精确定位是铁路路基表面沉降视觉测量系统的关键技术,关系沉降测量的精度.分析了铁路路基表面沉降视觉测量的基本原理,结合激光光斑图像的特点,在以光斑轮廓邻域的灰度分布进行曲面建模的基础上提出基于曲面拟合的光斑亚像素中心定位方法,并通过实验验证了该方法光斑中心定位精度优于常用的基于重心灰度分布曲线拟合法,定位精度高且鲁棒性好,达到了铁路路基沉降观测精度的要求.     

基于卡尔曼滤波的车辆动态导航定位滤波算法

提出一种GPS动态定位系统模型,即是将GPS的误差等效为马尔柯夫过程,基于标准的卡尔曼滤波算法建立了一种利用GPS对车辆进行动态导航定位的滤波模型及自适应卡尔曼滤波算法.在实际研究过程中将其应用于车辆的导航定位系统,获得了显著的效果.结果验证了自适应卡尔曼滤波方法的可行性.     

基于北斗导航定位系统的机车动力资源定位系统研究

针对当前铁路局机车定位管理技术现状,提出了基于北斗导航定位系统的机车动力资源定位系统体系结构、基于GIS的实时显示机车位置坐标点与铁路电子地图上铁路标记点路段匹配及盲区数据融合位置推算算法的解决理论与方案;现场试验验证表明,所提出的基于北斗Ⅰ+Ⅱ机车载终端机系统结构和解决方案是可行的.     

基于ZigBee的RSSI改进定位算法在列车盲区定位中的实现

为了能够对隧道内行驶的列车进行全程实时定位、弥补卫星导航定位系统存在定位盲区的不足,提出了基于Zig Bee技术的RSSI改进质心定位算法和改进加权质心定位算法,并利用Zig Bee系统芯片CC2530组建了无线传感器网络,完成了软硬件设计与实现,最后通过实验验证了该算法的可行性.     

基于特征分割与匹配的智能叉车定位算法

针对智能叉车现有主流定位方法中存在的精度低问题,提出了基于特征分割与特征匹配的定位算法.建立了应用环境的特征地图和反光柱系统,同时推导了智能叉车航向角计算公式;设计了基于反光柱反射点特征分割算法和以反光柱之间距离为先验条件的特征匹配算法;搭建了智能叉车定位系统,并对定位算法的精度与可靠性进行测试验证.实验结果表明:定位...     

基于改进UKF的BDS/IMU组合列车定位方法

为提高列车定位的精确性和连续性，采用北斗卫星接收机和惯性测量单元构建车载组合定位系统. 针对多传感器组合定位信息融合估计的非线性和鲁棒性需求，将抗差估计理论的等价权原理应用于标准无迹卡尔曼滤波（unscented Kalman filter，UKF）算法，构造了一种改进的UKF算法，通过对标准UKF算法的噪声协方差进行等价替换，从而起到调节滤波增益的作用，使得滤波算法对传感器观测粗差具有较强的抑制能力. 将改进的UKF算法与标准UKF算法应用于列车组合定位进行仿真比较，结果表明:传感器无观测异常时，改进UKF算法的滤波精度总体上略优于标准UKF算法；当传感器观测值含有随机粗差时，改进UKF算法的滤波精度及稳定性明显优于标准UKF算法，北向、东向位置平均估计误差分别降低了48.5%、48.8%，北向、东向速度平均估计误差分别降低了43.7%、48.9%.      

星载激光脉冲水下光斑分布的研究

利用半解析Monte Carlo方法.计算了星载激光脉冲水下光斑的分布状况.采用修正Heny-ev-Greenstein函数表示大气和海水信道的散射相位函数.计算结果表明:水下光斑的大小与卫星高度、水下深度及大气、海水的散射强度有关;在不考虑卫星与地球相对移动的条件下,水下300 m深度光斑半径可达6 km;发射机所发射光子仅有84%～88%能够到达水下接收平面;星载激光水下光斑分布不能视为大气和海水各自散射所引起光斑分布的简单叠加.     

基于激光和图像分析的锚碇结构位移监测系统

针对三峡库区蓄水后水蚀环境下悬索桥隧道锚的受力与损伤情况,在激光投射式位移传感技术和图像处理技术的基础上,提出了一种锚碇结构位移监测新系统。该系统通过图像像素标定,确定了图像平面与空间物理表面的映射关系,并利用一种基于动态梯度光斑中心定位算法的实用性改进方法,计算出了锚碇的位移。实验结果表明:系统测量精度高、稳定性好,能够达到锚碇结构位移在线监测的性能要求。最后,为了使系统能够尽快在更多的大型建筑物安全监测中得到应用,对实验进行了误差分析,并给出了误差应对策略。     

扩展PRONY算法在输电线路故障定位中的应用

电力系统输电线路发生短路故障后,继电保护装置会迅速动作,这时故障定位系统仅采集到故障后短暂的波形数据.通常情况下,系统采集到的故障波形含有暂态分量,这会影响到基于相量故障定位算法的精度.针对此种情况,本文提出使用扩展Prony算法从故障后暂态数据中提取出基波电压和电流分量,然后使用双端非同步测量定位算法进行故障定位,获得了较为精确的结果.通过PSCAD和MATLAB进行仿真,并将结果与采用在电力系统中应用广泛的全波傅氏算法提取故障后基波分量得到的定位结果进行比较,仿真结果表明本文所提算法能让定位误差减小至0.5%以下.     

用于模拟螺旋桨负载的双馈电机矢量控制研究

螺旋桨负载模拟是舰船电力推进系统中的重要研究内容.文中利用双馈电机四象限运行以及通过转子侧控制能降低变频器容量的特性,提出了双馈电机能量反馈系统模拟螺旋桨负载特性的方案.采用定子磁链定向的矢量控制策略,利用MATLAB/SIMULINK建立双馈电机模型和控制系统模型,实现不同工况下的稳态和动态特性模拟.仿真结果表明,转矩响应迅速、准确、稳定,采用矢量控制的双馈电机能量回馈系统具有良好的四象限负载特性模拟性能.     

基于单目视觉的轨道固定桩基准点测量方法

为了提高铁路线路固定桩基准点绝对坐标测量的效率, 提出了一种新的测量方法; 建立了无合作目标的单点测量模型, 采用单目相机采集激光靶标图像, 利用光饱和点重心法提取激光光斑中心; 研究了平面直线成像规律, 构造了基于正交直线的单应性矩阵求解方法, 并对图像进行透视畸变校正; 根据校正后的图像与靶标的几何相似关系, 计算了激光光斑与靶标的横、纵向偏差; 在室内环境下, 进行了靶标图片拍摄的正交试验, 计算与比较了横、纵向偏差。试验结果表明: 在激光光斑和靶标固定的条件下, 保持相机与靶标的距离不变, 改变相机角度拍摄图片, 经过透视变换校正后, 横、纵向偏差与期望偏差分别为0.082、0.254mm; 相机拍摄角度固定, 改变相机与靶标距离拍摄图片, 经过透视变换校正后, 横、纵向偏差与期望偏差分别为0.126、0.014mm; 在相机的角度、相机与靶标的距离都改变的情况下, 拍摄的图片经过透视变换校正后, 横、纵向偏差与期望偏差分别为0.329、0.064mm; 可见3组试验的横、纵向偏差与期望偏差的误差均小于0.5mm; 系统的水平距离测量误差范围为±1.52mm, 高程测量误差范围为±0.67mm, 根据轨道检查仪性能指标, 线路水平距离误差范围为±3.0mm, 高程误差范围为±2.5mm, 因此, 本文的测量方法精度满足轨道测量要求。水平距离测量误差完全由激光测距仪和倾角传感器决定, 而高程测量误差是由激光测距仪、倾角传感器与激光点和靶心的偏移量共同决定的。      

基于通勤模式的都市圈中心结构判别研究

面对日益严重的城市交通问题，城市管理者尝试从城市空间规划层面引导交通出行模式的转型，调节供需关系，缓解交通问题，而中心结构识别作为城市空间规划的重要步骤，在分析方法与数据应用等方面仍然受限。本文利用百度位置数据挖掘出的都市圈通勤数据，采用基于网格的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)密度聚类算法，识别出我国35个主要都市圈的中心布局，并根据5种通勤模式的理论模型和相应的量化指标对都市圈中心结构进行判别，最后对主要中心结构下影响通勤效率的因素进行回归分析。研究发现，虽然不同都市圈的中心布局差异明显，但大部分都市圈表现为非均衡多中心结构。不同中心结构的 分布呈现出一定的地域特征，单中心结构都市圈主要位于中西部城市，而约束扩散结构和均衡多中心结构都市圈大多是由东部沿海开放城市发展形成。城市规模与通勤时耗的相关性最为显著，职住平衡度对通勤时耗也有较大影响。上述研究结果为针对性地制定不同都市圈的资源配 置策略和通勤效率优化策略提供了有效支撑，对都市圈空间规划和交通可持续发展具有一定的理论价值和现实指导意义。     

一种大型带状数字地形模型建模方法

根据铁路选线系统海量地形数据的特点，以快速、自动为目标，通过在构网建模过程中对空白区域和分块边界的处理，综合利用图形子区边界提取、异侧找点、最短距离等原则，提出了一种基于约束Delaunay三角网建立大型带状三角网的快速建模方法．通过对建立的大型三角网模型进行四叉树分割和分块存储，有效提高了建模成果的利用效率．该方法已成功地用于“虚拟环境选线系统”的开发，通过几段实际线路的应用，证明了用此方法建立连续带状数字地形模型的有效性和可靠性．     

自安平挠度激光发射系统设计

激光图像法测量挠度时激光发射装置能否自动安平、安平时间长短、投射光斑的大小都直接影响挠度测量的准确性,为此设计了一种自安平挠度激光发射系统。该系统采用重力摆的方式实现激光装置自安平,通过对重力摆受力及运动轨迹分析,利用临界阻尼条件确定阻力系数,调节磁阻尼器磁感应强度与阻力系数匹配实现系统快速悬停;为了保持远距离投射时激光仍具有良好的能量集中度,通过费马原理设计相应的聚焦镜,并与伽利略扩束系统组成激光镜头,实现激光的远距离投射。经过分析推导得出电磁阻尼器相应参数和激光镜头参数,为具体激光发射装置实现提供了理论基础。     

蚁群算法在语音识别中的应用研究

提出了一种新的基于蚁群算法的语音识别中的动态时间规划方法——蚁群动态时间规划算法，并详细介绍了其基本原理、信息素更新规则，给出了系统流程图。经过理论分析与实验测试，证明了蚁群算法在这个系统中比传统的DTW算法更能提高识别率且更有效率。     

停车换乘选址模型研究

分析了国内外P＆R实施现状,以及P＆R选址理论的研究现状．在广义多设施多目标优化选址模型的基础上,以各需求点与临近的供应点之间的总广义费用（出行时间、出行费用）最少为优化目标,提出了多设施多目标P＆R选址模型．最后综合利用节点迭代的方法,提出模型的求解算法,并利用一个简单的网络验证模型的合理性．     

停车换乘选址模型研究

分析了国内外P&R实施现状,以及P&R选址理论的研究现状.在广义多设施多目标优化选址模型的基础上,以各需求点与临近的供应点之间的总广义费用(出行时间、出行费用)最少为优化目标,提出了多设施多目标P&R选址模型.最后综合利用节点迭代的方法,提出模型的求解算法,并利用一个简单的网络验证模型的合理性.     

Development of an Autonomous Flight Control System for Small Size Unmanned Helicopter Based on Dynamical Model

It is devoted to the development of an autonomous flight control system for small size unmanned helicopter based on dynamical model. At first, the mathematical model of a small size helicopter is described. After that simple but effective MTCV control algorithm was proposed. The whole flight control algorithm is composed of two parts: orientation controller based on the model for rotation dynamics and a robust position controller for a double integrator. The MTCV block is also used to achieve translation velocity control. To demonstrate the performance of the presented algorithm, simulation results and results achieved in real flight experiments were presented.     

高速公路鲜活农产品运输车辆快速检测方法

为提高鲜活农产品运输车辆的通行效率，减少收费站稽查人员劳动量，提出了一种基于激光测距系统的货运车辆快速检测方法；分析了鲜活农产品承运车型的特点，通过车辆流向归纳，确定了常见的鲜活农产品承运车型；引入车辆外廓尺寸激光测距系统，建立了货物密度数据库作为判定基础；通过分析免征通行费的合理装载要求，结合货物密度的概率分布，以8×4载货车为分析对象，分析了货物密度上限与下限阈值的取值范围，提出了违规装载的货物密度判定模型；根据货车轴组间距的规律，运用力矩平衡原理确定靠近货厢最前端轴组的理论质量，提出了轴组判定模型；利用收费站实测数据，验证了货物密度判定模型和轴组判定模型的可行性，分析了计算误差，并对比了该检测方法的稽查优势。研究结果表明:鲜活农产品的主要承运货车车型有5种；货物密度判定模型测算的体积偏差率、密度偏差率分别为±3.75%、±4.94%，明显小于判定逻辑中合理区间、警告区间公差的50%；轴组判定模型对激光测距系统的依赖性较大；依托2种模型构建的快速检测方法是人工稽查效率的5.97倍，能够有效提高车道通行效率；被调查车道内的开厢查验率为16.62%，能够减少货车开厢查验频次，节省稽查人员劳动量和岗位配置；虽然增加的选择和输入参数过程平均耗时0.41 min，但仅为人工稽查耗时的15.70%。