基于LiDAR点云的船载砂石体积自动测算系统

针对现有船舶运输砂石体积计算主要依赖人工方式称重和纸质运单流转、精度不高且效率很低的难题,采用基于八叉树的点云精简和聚类分析进行复杂环境下船舶点云的自动识别和提取;采用基于改进SK-4PCS(semantic-keypoint-based 4-points congruent sets)的粗配准和基于Point-to-Plane ICP (iterative closest point)的精配准进行空载和满载两期点云由粗到精的高效配准,设计实现了一种利用LiDAR (light detection and ranging)点云数据进行船载砂石自动测算的系统.采集了江西南昌赣江运砂船数据进行实验验证,从扫描到出结果一艘船的砂石体积自动测算时间少于2 min,同船多次测算结果最大相对误差小于1.00%,砂石体积与实际真值相比的最大误差小于2.00%,满足实际业务需求.     

不同温拌剂对沥青路用性能的影响

为研究不同类型温拌剂对于沥青性能的影响,选择常用降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Asphamin分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响。由等黏温度定理,推算出部分温拌沥青混合料的施工温度,并以此对比分析其降温效果。结果表明:两类温拌剂均能显著提高沥青高温性能,掺入4%Sasobit和4%Aspha-min能使沥青软化点分别增长48%和31%,均可有效降低沥青的高温黏度和压实温度(降温范围在18～24℃之间)。同时,也能提升沥青的低温黏度(95℃下分别提升278%和14.7%),提高沥青路面抗流动变形的能力。但两种温拌剂对沥青低温性能呈不利影响,且这种不利影响与掺量呈正相关,因此应合理控制温拌剂掺量。     

基于基频提取的舰船辐射噪声监测与诊断技术

状态监测与诊断技术是当前在国内外发展迅速、用途广泛、效果良好的一项重要工程技术.借鉴工业系统的实践经验,结合水声信号处理的长期试验和发展情况来看,在机械状态的监测中频谱仍然是主要的线索,基频是起主要贡献作用的频率.将状态监测与故障诊断技术用于监测舰船辐射噪声,通过监测、分析其线谱中几组典型基频的变化,判定目标是否处于良好运行状态,从整体上评价、预测舰船的技术状态和战术状态,使其达到总体最优,这相比局部最优有更好的经济和现实意义.     

潜艇组合型尾舵的受力分析及传动机构设计

针对一种新型带副舵的潜艇组合型尾舵,设计了一种液压驱动副舵的传动机构原型。阐述了该传动装置的结构形式、传动工作原理;通过改进该型舵的水动力模型,运用儒可夫斯基翼型绕流环量公式和库塔-儒可夫斯基升力公式对其液压传动系统的液压驱动力进行了计算分析,得到液压驱动力与副舵的弦长、形状、液压腔隔板长度以及主、副舵转动角度等参数之间的关系。本研究为具体的舵型结构设计提供参考,对于该型舵的工程化应用具有指导意义。     

飞机防冰腔结构参数的重要性测度

分析了常见的3种飞机防冰腔结构, 应用Gambit软件建立了双蒙皮防冰腔结构网格模型。采用Spalart-Allmaras湍流模型模拟热气在防冰腔内的流动状况, 采用Fluent软件进行传热效率分析, 建立了防冰腔结构参数对传热效率的重要性测度模型。通过随机响应面法建立防冰腔结构参数与传热效率的函数关系, 采用低分散性抽样法求解防冰腔结构参数的重要性测度, 建立了防冰腔结构参数的重要性测度分析流程。分析结果表明: 当笛形管中心到外蒙皮的距离从35.15mm增加到38.85mm时, 传热系数由0.505减小到0.463;当双蒙皮通道高度从2.85mm增加到3.15mm时, 传热系数由0.495减小到0.476;当射流孔孔径从1.90mm增加到2.10mm时, 传热系数从0.505减小到0.494;当射流孔角度从14.25°增加到15.75°时, 传热系数从0.476增加到0.494。防冰腔结构参数的重要性排序依次为射流孔角度、笛形管中心到外蒙皮距离、射流孔孔径、双蒙皮通道高度, 在防冰腔结构加工与装配过程中, 需要重点考虑射流孔角度与笛形管中心到外蒙皮距离这2个参数。     

玻璃气体放电管与陶瓷气体放电管的纳秒脉冲响应特性比较

气体放电管是一种常见的浪涌防护器件。选取2种具有相同静态击穿电压的典型气体放电管（玻璃气体放电管（SPG）和陶瓷气体放电管（GDT））进行试验,研究两者在百纳秒级电磁脉冲作用下的效应特性及其影响因素,并对其电磁脉冲防护能力进行比较。结果表明：对于具有相同直流击穿电压参数的SPG和GDT,在响应时间要求一致时,SPG的动作电压更低;当施加的电压相同时,SPG的响应时间更短;在电流要求低于3 kA的场合, SPG更适用于纳秒级电磁脉冲防护,鉴于其低电容,尤其适于工作在高频段的天馈系统。     

基于CS-SD的车载环境下实时行人检测模型

针对车辆辅助驾驶系统中行人检测的实时性问题, 提出一种基于路面边缘线标定结合显著性纹理检测(CS-SD) 的算法和定位方向梯度直方图(L-HOG) 的行人检测模型, 应用CS-SD算法替代穷尽搜索快速标定图像中的行人区域, 应用L-HOG快速提取行人特征, 并采用附加核心的支持向量机(AK-SVM) 进行高效目标分类。分析结果表明: 在个人计算机上对包含832个行人的500幅图像进行检测时, 模型正确检测720个行人, 检测率为86.5%, 误检率为4.1%, 检测时间为39ms; 在基于BF609的车载行人检测系统上对包含988个行人的48 400幅图像进行检测时, 模型正确检测861个行人, 漏检127个行人, 误检13个行人, 检测速度为20fps。可见, 提出的行人检测模型在不降低检测率的前提下, 可以达到满意的检测速度, 并且可以用于实时行人检测车载设备。     

燃料电池船舶舱内氢气泄漏数值模拟研究

燃料电池船舶运载着大量氢气作为燃料,在给船舶带来动力的同时,也因其易泄漏、爆炸等特性对船舶安全带来了威胁.针对船舶燃料电池舱内发生氢气泄漏的情景,选取目标船舶建立其燃料电池舱三维几何模型,并基于理想气体模型和氢气泄漏参数,计算出氢气从管道的泄漏值.再基于流体计算软件Fluent,选取适合的气体扩散模型,通过边界条件的设置,开展对舱门开闭和通风口状态的联合通风条件下氢气在舱内的扩散过程的瞬态数值仿真实验,并对不同条件下的舱内氢气浓度分布和发展规律进行了对比分析.仿真结果表明,在舱室上方的4个角落处,氢气的聚积浓度更高,是氢气探测器安装的最佳位置;在通风口保持自然通风的条件下,打开舱门可以使氢气的最终浓度降低20%左右;在单个通风口采用强制通风的通风量达到6 m3/s时,燃料电池舱内的氢气向其他舱室的扩散浓度可以维持在4%的安全浓度以下,且整个舱室的氢气浓度都可以保持在一个较低的水平,而继续增大通风量对氢气浓度的降低效果并不显著.     

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。     

可变线路式公交车辆调度优化模型

将可变线路式公交调度模型描述为混合整数规划问题,考虑公交公司运营成本和乘客出行费用,以系统成本最低为目标建立可变线路式公交调度模型.针对该调度模型的特点采用最近插入法构建初始解,并设计了相应的遗传算法对模型进行求解.通过数学仿真实验对该模型进行有效性验证,对比分析了可变线路式公交与常规公交在不同出行需求量下的性能指标.结果表明,该调度模型适用于可变线路式公交系统,随着出行需求的降低,可变线路式公交相比于常规公交的优势愈加明显.