基于2阶HMM的智能车视觉地图定位方法

本文中针对视觉地图匹配问题,将视觉地图匹配问题转化为基于图像序列的最优视觉地图节点匹配问题,并提出基于2阶隐马尔科夫模型（hidden Markov model,HMM）的视觉地图匹配方法。在该模型中,状态变量被定义为高精度视觉地图节点,查询图像被定义为观测数据。在状态转移模型中,引入2阶模型对短时间车辆运动进行匀速运动建模,与传统的1阶HMM相比,可以提高模型的适用性与准确性。提出利用全局图像特征建立查询图像与地图节点之间的匹配关系,并从匹配的汉明距离建立发射概率模型,可有效提高地图匹配的效率。最后,通过前向算法来求解最优匹配的地图节点。为了验证算法的性能,分别在封闭工业园区、开放道路和KITTI公开数据集对算法进行验证。实验结果表明：2阶HMM模型能够有效融合车辆运动信息和图像信息,提高匹配的稳定性和精确度,算法性能明显优于传统的基于单帧匹配和序列匹配算法。     

基于UWB的船厂物流室内定位系统设计

为解决传统基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的船厂物流定位解决方案无法在室内应用的问题,设计一种基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的船厂物流室内定位系统。通过添加运动传感器芯片,动态调整UWB标签的工作时间,延长其续航。采用到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位算法,减少标签与基站间单次定位需要的通信次数,降低坐标解算的复杂度,提升系统的易用性和可扩展性。该系统配合企业制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES),可为船厂物流运输管理、托盘集配管控等生产环节提供新思路。     

Real time prediction of operational safety limits for dynamic positioning of an FPSO in a Deepwater Artificial Seabed system

Aiming to overcome the limitations of conventional offshore field development concepts (dry tree or subsea tree) for petroleum production in ultra-deep water, a new alternative offshore field development solution, termed as Deepwater Artificial Seabed (DAS) system, is proposed. The DAS system works in concert with dynamic positioning (DP) floaters, such as dynamically positioned Floating Production, Storage and Offloading (FPSO) vessels. Rather than relying on the passive mooring system, the DP maintains the reliable position of the FPSO with steering and propulsion units. Nonetheless, critical DP failures, which has potential to cause the drift-off scenario for the FPSO, poses a serious threat to the structural safety of the DAS system. Therefore, it is crucial to establish operational limits for the DP FPSO to prevent such accidents. In this study, a 3-phase probabilistic modelling methodology is proposed to predict safety limits for the operation of the DP FPSO. A surrogate model is established by the Support Vector Machine (SVM) algorithm so as to decrease the computational cost due to the generation of large statistical samples. The statistical distribution of the operational safety limits of FPSO is simulated by the successive approximations through the fully-coupled drift-off analysis. The accuracy of the proposed methodology is verified by a series of mathematical tests. In order to validate the effectiveness of the methodology, the safety limit prediction of the FPSO for the DAS system is taken as a case study. The critical positions of the FPSO are predicted in real time and provides ample time and information for operators’ decision-making by the visualization of the safe moving range of the FPSO. The study contributes to the safety control of DP operations on floating production units in an efficient manner.     

船舶中间产品标识定位系统设计与实现

利用二维码实现中间产品信息的索引,采用交互式多模型(Interacting Multiple Model, IMM)卡尔曼滤波法优化的飞行时间(Time of Flight, TOF)定位算法,实现中间产品的位置跟踪。根据船舶车间的标识定位需求,研发船舶中间产品标识定位系统,对船舶中间产品的加工工序、基本信息、位置信息等进行跟踪,为船厂备料套料、物流运输、加工监控等提供有力的数据支撑。     

卫星导航在铁路列控系统中的应用评价研究

通过分析卫星定位的特点及指标体系,研究分析卫星定位在铁路列控系统中的应用环境及条件,探索一套用于评价卫星定位在铁路列控领域应用的评价体系,为列控系统在指定铁路线路运用中是否采用卫星定位系统提供评价依据。     

基于图像处理和双BP神经网络的电气化铁路接触网立柱标识牌识别算法研究

故障位置点定位是实现轨道维护及保养的前提,利用接触网立柱标识牌实现定位是一种常用的轨道定位方法,但常规的识别方法存在识别率低且速度慢的缺点。针对该问题,提出一种基于图像处理和双神经网络的接触网立柱标识牌识别算法。首先利用Hough变换提取出接触网支柱区域,减小识别区域,其次通过形态学方法实现标识牌的定位与裁剪,再采用水平投影方法对字符进行分割,最后对字符中的字母和数字分别进行特征提取,利用两路并行的反向传播神经网络进行识别。通过实验验证了该算法的有效性,结果表明:该方法精度可达98.3%,相较于传统识别方法速度提高了17%。因此该识别算法能够实现轨道故障位置的快速精确定位,可用于轨道智能巡检系统。     

基于卫星导航的列车轨道占用加权识别方法研究

全球卫星导航系统在列车位置服务中的研究越来越广泛，基于卫星导航的列车定位方法可结合轨道电子地图将卫星定位结果转换为一维轨道里程值，其中列车轨道占用状态的正确识别是列车卫星定位的基础.本文提出一种基于地图匹配的适用于道岔区段内列车轨道占用加权识别方法，首先构建列车卫星定位的置信区域，然后计算置信区域内的线路数据与原始卫星定位结果的距离偏差和方向偏差等，对列车的轨道占用状态进行识别，并综合考虑铁路线路的拓扑结构，以及列车运行状态以提高运算效率.结合现场数据并与垂直投影法和交互多模型法对比可知，本文方法在保证轨道占用识别正确率的基础上，提高了计算效率.     

考虑学校和年级差异的精细化小学生交通安全教育研究

通过问卷调查山东省临沂市和滨州市4所小学927名不同年级小学生,利用描述性分析和卡方检验分析了小学生交通安全知识与行为特征。调查显示小学生交通安全知识问题平均答对率为84%,良好交通行为平均发生率近80%,小学生整体交通安全认知与行为情况良好。分析表明小学生不同年级在交通安全知识与行为的很多方面有显著性差异;三年级是交通安全认知和行为的转折点;小学生可以划分为低年级（1～3年级）和高年级（4～6年级）2个阶段。研究发现不同学校在交通安全知识与行为的很多方面有显著性差异。在此基础上,提出了考虑学校和年级差异的精细化小学生交通安全教育对策,即考虑学校的差异制定交通安全教育重点;对低年级学生侧重于交通安全知识教育,高年级学生注重交通行为的规范。     

沪昆客运专线贵州段精密水准测量方案

高速铁路由于运行速度快对铁路的平顺性要求很高,所以对铁路的控制测量相应的提出了很高的要求,与传统的测量方法、精度要求等存在一定的区别。该文主要介绍新建沪昆铁路客运专线精密工程水准测量方案。     

基于能量最优的组合偏置推力分配算法研究

推力分配是动力定位控制系统的关键技术之一,其任务是将控制器输出的合力分配给各推进器。本文针对推力分配中存在的问题,提出组合偏置思想并设计了自适应组合偏置策略,建立了组合偏置推力分配算法。该算法基于能量最优方法,能够自适应地调整偏置量,兼顾船舶的能量消耗和操纵性。仿真结果表明该算法能有效地提高船舶的动态性能。