Development of a navigation algorithm with dead reckoning for unmanned ground vehicles

A navigation algorithm is indispensable for Unmanned Ground Vehicles (UGVs). During driving, UGVs follow a global path. In this study, we propose a navigation algorithm using Real Time Kinematic (RTK)-Differential Global Positioning System (DGPS) units and encoders to complement global path planning. Sometimes GPS systems lose their signals and receive inaccurate position data due to many factors, such as edifice and barrier obstructions. This paper shows that GPS deviations can be solved using a Dead Reckoning (DR) navigation method with encoders and that position errors can be decreased through the use of RTK-DGPS units. In addition to this method, we will introduce a new waypoint update algorithm and a steering algorithm using RTK-DGPS units.     

Design framework for FlexRay network parameter optimization

Because the FlexRay protocol has more than 70 configuration parameters and these parameters correlate with each other, designing a FlexRay network is a complex and difficult task. In this study, we propose a design framework that optimizes the two main FlexRay network parameters that are highly relevant to the application algorithm. The design process is composed of two steps for optimizing parameters. In the first step, the static slot length is optimized using a frame-packing algorithm. This algorithm binds network signals into static frames based on their periods and signal groups. In the second step, the communication cycle length is optimally designed with frame-scheduling algorithm and worst-case reponse time analysis. Based on the frame-scheduling algorithm, the response times are analyzed. The proposed design framework was applied to a unified chassis control system as a case study, and the analytical results were verified.     

海水和沉积物中声传播损失的仿真分析

文章建立了水—沉积物—海底半空间的分层海底模型,通过仿真计算,比较了声波在海水和沉积物中接收时的传播损失差异。结果表明,在高声速海底的条件下,声波在沉积物中传播且频率较低时,传播损失较低,即低频声波更易于在沉积物中传播。     

隧道开挖中的应力旋转和裂隙塑性变形问题研究

通过对隧道开挖过程进行三维数值模拟,分析了隧道开挖过程中主应力方向的旋转变化,研究了主应力旋转与隧道裂隙塑性变形的关系,验证了"考虑应力主轴旋转的广义塑性原理"的正确性,并将数值模拟结果和相关试验成果进行了对比,得出了一致性的结论。研究结果表明,应力旋转基本在隧道开挖前后10 m左右的距离内完成,隧道开挖过程中的应力旋转可以引起裂隙塑性变形的突变,且对竖向和斜向裂隙的影响较大;可以根据应力旋转的变化规律合理地选择支护时机,依据应力旋转对裂隙的影响对隧道的重点部位进行超前加固。     

大型地下互通式立交型式选择和路线标准研究

文章通过对地下和地面立交对比分析,给出了三路和四路地下立体交叉的几种立交型式建议;并从造价和行车安全的角度,给出了地下立交分岔隧道的部分路线标准确定方法。在地下隧道立交的选型中,应尽量选取少交叉口、少叠交层次和行车视距较好的型式。在路线标准的选择中,尤其要注意满足运营速度下的停车视距,以保障行车安全。在考虑安全因素的同时,经济性和工程造价也是决定隧道型式和路线标准的重要因素。     

考虑流凌效应的大跨径梁桥最大悬臂施工状态作用响应分析

内蒙古包树黄河特大桥工程在黄河凌汛期恰好处于最大悬臂施工阶段,为保证其安全度汛,对此种不利工况进行作用响应分析及安全性验算.采用计算土弹簧刚度来模拟桩-土摩阻效应,并采用Maxwell模型以模拟墩顶新型粘滞阻尼器的墩梁位移效应,建立了该桥最大悬臂施工阶段数值仿真模型.在流凌期间实测流冰荷载、洪水荷载及风载等作用组合下,计算分析了该桥最大悬臂阶段桥墩和主梁的线形变化和受力特性.结果表明,流冰荷载单独作用对该桥最大悬臂阶段桥墩和主梁线形和内力影响有限,同时在各荷载工况下桥墩及主梁线形和内力均满足桥梁监控要求.     

基于人工涡旋流的船舶堵漏新方法

分析了船舶传统堵漏方法存在的问题,突破单纯“堵”的思想框架.提出基于人工涡旋流的船舶堵漏新方法,并设计制作了验证性实验装置,进而分别研究了用于产生人工涡旋流的柔性、刚性桨叶对破口进水量的影响规律.实验结果表明:该方法通过在破口外侧合适位置人工形成局部高速涡旋流场,能够大幅减小海水对破口处的压力,也就可大幅减小破口处单位时间的进水量,从而为破口的舱内封堵创造有利条件.研究结论可为船舶堵漏理论的进一步丰富完善以及相应堵漏器材的研制提供必要的基础和依据.     

半刚性基层沥青路面常见病害分析

半刚性基层沥青路面是国内应用最广泛的路面类型。沥青路面受施工水平、路基强度、温度变化、水损害、交通量增长及超限车辆等因素的影响,易出现多种病害。本文分析了沥青路面常见病害及其形成原因,并提出了减少沥青路面病害的预防措施,为沥青路面养护提供决策依据。     

马家坡瓦斯隧道设计等级的判定研究

由于瓦斯在煤（岩）中的含量、压力的存在形式、涌出规律、煤层的赋存条件等很难在勘测设计阶段完全、准确掌握,因此在隧道施工中,若突遇高瓦斯隧道地段而不及时按照瓦斯隧道施工规范施工,爆炸伤亡事故便难以避免。对马家坡隧道ZK140＋660～ZK141＋100段施工过程中所检测的瓦斯含量数据进行了统计和分析,对掌子面出现煤层的位置取煤样测试了吨煤瓦斯含量,通过间接法测试了瓦斯压力,计算出了瓦斯绝对涌出量,具体参数如下：吨煤瓦斯含量值2．75m^3／t,瓦斯压力值0．18MPa,瓦斯绝对涌出量2．06m^3／min,符合TB10120--2002 《铁路瓦斯隧道技术规范55中隧道瓦斯工区等级划分标准中二级规定,据此瓦斯压力推算为由此判断该隧道无瓦斯突出危害,但是属于高瓦斯等级隧道。文中所涉及的方法及数据对今后各类瓦斯隧道的施工具有一定的参考价值。     

A-SMGCS机场场面运行控制的Petri网建模

以基本网模型为基础,阐述典型运行单元精细化模块构建方法与替代规则,生成场面精细化模型.采用航空器后续滑行路径对托肯进行着色以完成航空器建模,并给出精细化模型与航空器模型集成的方法,实现场面资源的动态竞争建模.以首都机场部分场面运行控制过程建模为例,验证所提建模方法的有效性和适用性.