Road roughness estimation based on discrete Kalman filter with unknown input

ABSTRACT

The road roughness acts as a disturbance input to the vehicle dynamics, and causes undesirable vibrations associated with the ride and handing characteristics. Furthermore, the accurate measurement of road roughness plays a key role in better understanding a vehicle dynamic behaviour and active suspension control systems. However, the direct measurement by laser profilometer or other distance sensors are not trivial due to technical and economic issues. This study proposes a new road roughness estimation method by using the discrete Kalman filter with unknown input (DKF-UI). This algorithm is built on a quarter-car model and uses the measurements of the wheel stroke (suspension deflection), and the acceleration of the sprung mass and unsprung mass. The estimation results are compared to the measurements by laser profilometer in-vehicle test.     

高分辨率罗兰C天波延迟估计新技术

提出了一种基于特征分解的多信号分类算法估计罗兰C接收机天波延迟的信号处理新技术。它为接收机基准点的实时设置提供了一种新方法。常规接收机为了防止天波干扰，将基准点设置在一个固定位置上，导致基准点处信噪比受包络限制而较低，从而大大增加了对准基准点的时间。利用这项技术，我们在低信噪比条件下分离出了地波和天波的到达时刻。这就使得接收机能根据天波延迟变化实时选择基准点最佳位置，并能利用地波到达时刻进行周期选择。由于此法有助于增加基准点处的信噪比，减少对准基准点的时间，因而能极大地提高现有罗兰C接收机的性能。还显示了新方法较IFFF方法有更高的分辨率。     

全球定位系统和全球卫星导航系统伪距综合法

论述了综合GPS、GLONASS伪距测量值获取定位信息的滤波方法。GPS、GLONASS的坐标系、时间系统、工作频率不同，不同卫星的方位、高度各不相同，因而其测距的系统误差也各不相同，通常的方法是用GPS和GLONASS的钟差2个参数来描述不同系统卫星的系统误差，需用5颗卫星来定位，且精度受限。采用扩展状态维数，对不同卫星的系统误差进行在线估计的滤波方法，可以有效地改进卫星定位的精度。同时既可以用多星定位，充分利用测量信息，也可在任一系统的l颗卫星可用时，给出测者的最优估计位置信息，改进了双星系统的导航性能。     

大型船舶航迹多变量随机最优控制

基于随机控制理论，研究了大型船舶航迹的随机最优控制。以Mariner号船舶为研究对象，建立了该船的运动方程和干扰模型，在此基础上，利用卡尔曼滤波器对航向角Ψ、舵角δ、船位信息(经纬度)等进行最优估计，采用LQG随机控制方法对航迹进行随机最优控制。仿真结果表明航迹控制性能良好，能精确保持航迹。     

导航信号卡尔曼滤波定位解算方法研究

研究了导航信号的卡尔曼滤波定位解算方法，该方法能够实现用小全的测量值完成导航解的估值解算，同时还可以对导航解进行平滑，减小噪声对导航解的影响。仿真结果证明了该方法在导航定位解算中的有效性和可行性。     

基于双目视觉计算的车辆跟驰状态实时感知系统

双目视觉技术能够实现目标的识别与距离计算，在自动驾驶领域有很大的应用空间。然而，现阶段双目视觉存在光照干扰、遮挡、弱纹理区域歧义匹配等问题，影响其测量的准确性和可靠性。提出基于双目视觉的跟驰状态实时感知系统，该系统采用基于车辆跟驰模型的扩展卡尔曼滤波方法对车辆跟驰状态进行实时估计，包括跟驰距离、前后车速度差等。通过实际道路试验，证明了该系统能够识别并修正测量数据中的异常值，解决弱纹理区域误匹配问题。试验结果表明：25 mm焦距与12 mm焦距的双目系统跟驰间距测量值的平均误差分别为2.66%与9.14%；在相对速度测量方面，2种焦距系统的测量精度基本相同，平均误差均为1 m·s^-1左右。所提出的方法在自动驾驶车辆环境感知领域有较好的应用前景。     

城市雨水规划探讨

雨水规划对城市管网建设、河涌整治等相关工作有指导作用,文章从排水体制、排涝模数、雨水分区等三方面作了一些探讨,可供规划建设参考。     

多源激励水下复杂壳体结构振动与辐射声场试验研究

设计了一个接近实际情况的多舱段复杂壳体模型,安装小型机械设备,分别进行了单台设备激励与多台设备同时激励的水下复杂壳体振动与声辐射试验;试验结果表明,多源激励下水中复杂壳体的结构响应、辐射声场近似为单源激励下结构响应、辐射声场的非相干叠加.然后从结构声辐射理论上推导了激励源与结构响应、辐射声场之间的传递关系,并以两个源激励为例分析了非相干叠加引起的误差,从而解释了多源激励下结构响应、辐射声场近似为单源激励下结构响应、辐射声场非相干叠加的合理性.这些研究表明,非相干叠加方法可推广应用于水下复杂壳体在多源激励情况下的振动与声场计算,对指导工程设计具有重要价值.     

开发国产300 km/h以上速度动车组的设想

讨论了CRH系列动车组消化吸收再创新的总体目标与主要思路。提出了国产300km/h以上速度动车组的技术创新总体方案的初步设想和技术路线,以及需要研究解决和完成的主要任务、具体内容与所要达到的技术指标。     

无源滤波器在开关电源设计中的应用

传导性电磁干扰是电气设备开关电源中的主要干扰源,所以电磁兼容性指标已经成为开关电源设计的重要参数。从开关电源的工作原理出发,对开关电源的电磁干扰机理进行分析,研究使用无源滤波技术减少电磁干扰。从实际应用角度对无源滤波器中电容、电感等元件的特性进行了分析,给出了实用电路和元件参数。无源滤波技术在轨道交通空调专用电源上的应用结果表明,使用无源滤波技术对电磁干扰有很好的抑制效果。