装载机避障轨迹规划及模型预测轨迹跟踪

轮式装载机在工作区域行驶时，避障过程频繁，以往的避障轨迹规划未考虑整车转向半径约束和车速变化，也较少考虑整车在动力学模型条件下的轨迹跟踪性能。针对上述情况，以自动驾驶轮式装载机为对象，基于最优快速随机扩展树算法（RRT^*），考虑车身膨胀圆个数，生成全局最优避障路径，以整车最小稳定转向半径为约束，利用CC-Steer算法对避障路径进行平滑处理，采用路径-速度分解算法规划满足整车在加速、匀速和减速状态下的避障行驶轨迹。基于整车动力学模型，考虑行驶过程中的横向位置偏差和航向角偏差，并将整车动力传动系统视为1阶惯性环节，构建装载机动力学状态空间方程。以加速度和铰接角为控制输入，以车速、横向位置偏差和航向角偏差为控制输出，建立整车动力学预测模型，以加速度、铰接角和车速为约束条件，将目标函数转换为二次规划问题，建立满足装载机在工作区域避障的模型预测轨迹跟踪控制系统。以规划的非匀速行驶避障轨迹为目标，利用构建的模型预测轨迹跟踪系统，进行自动驾驶轮式装载机的轨迹跟踪仿真。研究结果表明：所提方法能够很好地控制自动驾驶轮式装载机从初始位姿驶向目标位姿，实现整车在工作区域的避障过程，且在避障过程中满足整车的约束要求，保证整车在轨迹跟踪过程中的安全稳定性能。     

无人驾驶汽车行车环境下鲁棒性声学特征提取算法（双语出版）

无人驾驶汽车在行车过程中，需要通过视觉感知和听觉感知来构建当前周围环境模型，声学事件检测是听觉感知系统构建模型的核心所在。行车环境下声学事件检测系统面临着复杂而强烈的噪声挑战，尤其是行车过程中的风噪。声学事件检测中，常用的声学特征梅尔频率倒谱系数（MFCC）对噪声干扰十分敏感，为了解决这一问题，提出一种谐波梅尔频率倒谱系数（HMFCC）的鲁棒性声学特征提取算法，用于声学事件的目标分类。该算法通过声学信号的谐波模型与MFCC算法相结合，提取目标声学信号中的共振峰频率，改进传统Mel滤波器组，从而增强HMFCC中目标声学信号的中高频分量。研究结果表明：在不同的风噪环境下，基于HMFCC声学特征的检测结果具有较高的精准率和召回率，且在低噪和强噪环境下HMFCC和MFCC之间分类效果差异明显；低噪环境下，几种声学事件的HMFCC特征分类的平均精准率和召回率分别达到82.66%、84.15%，而基于MFCC特征分类检测的平均精准率和召回率只有73.93%、74.61%；随着风噪增强，MFCC特征分类精度严重下降，平均精准率和召回率仅为54.15%、44.95%，HMFCC特征在强噪环境下的平均精准率和召回率为72.16%、69.87%。行车环境下，HMFCC特征不仅可以提高分类的准确率，而且表现出对噪声不敏感的特性。     

减小某特型天线收放转换时噪音的研究

针对某特型天线设备在由放转收的过程中,发出较大的类似碰撞的噪音问题,进行了定性的分析和研究,提出了减噪并达到良好效果的具体途径,力求对这一长期未解决的问题进行可行性的研究.     

一种求解自航式声诱饵航向的方法

为精确求解自航式声诱饵的航向,通过分析自航式声诱饵的作战使用目的,得出声诱饵的航向应使鱼雷对声诱饵的发现概率最大的使用原则。依据此原则,运用解析法求解出声诱饵最优航向。     

双层圆柱壳的抗冲击特性研究

为提高水下航行器的隐身性能,通常在其表面敷设各种声学覆盖层,由于声学覆盖层含有空腔的特殊结构形式,该结构形式在受到爆炸冲击波作用时,腔体将产生变形并吸收能量,从而改善水下航行器的抗冲击性能.文章基于ABAQUS软件,研究了敷设声学覆盖层的加筋双层圆柱壳结构的冲击特性,得到了敷设声学覆盖层的双层圆柱壳结构的抗冲击性能随声学覆盖层敷设方式及其结构形式的变化规律;并在此基础上,给出了兼具抗冲和隔振功能的声学覆盖层结构设计及性能参数的优化建议.     

基于变论域模糊多参数自整定PID控制的智能挖掘机轨迹跟踪

智能液压挖掘机多用于特殊环境下的无人操纵施工。在执行诸如直线刮平、斜坡整平和定点挖掘等特定挖掘任务时,对智能挖掘机工作装置铲斗齿尖的轨迹规划和轨迹跟踪提出了较高要求。为此,针对智能挖掘机运动的控制问题,提出一种基于变论域模糊多参数自整定PID （Variable Universe Fuzzy Multi-parameter Self-tuning PID,VUFMS-PID）的轨迹跟踪控制策略。首先,在关节空间中通过三次非均匀有理B样条（Non-uniform Rational B-Splines,NURBS）曲线插补法完成直线刮平和定点挖掘轨迹规划,并得到工作装置挖掘作业时各关节角、角速度、角加速度位置序列。然后,综合考虑挖掘机非线性、时变性等特点,基于变论域思想,提出一种基于VUFMS-PID的轨迹跟踪控制方法。最后,基于AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真和硬件在环（Hardware-in-the-Loop,HiL）试验平台,对VUFMS-PID控制方法的有效性和先进性进行验证。研究结果表明：在铲斗齿尖运动过程中,规划轨迹平滑连续且变化幅值较小,规划轨迹与期望轨迹之间的误差较小;VUFMS-PID控制的响应速度和跟踪精度相较于传统PID控制与模糊PID控制有明显提升;在硬件在环试验分析中,提出的控制方法在跟踪直线刮平轨迹和定点挖掘轨迹时,能够将跟踪误差控制在20 mm以内,实现对规划轨迹的精确跟踪。     

两足机器人步态综合研究进展

把两足机器人步态综合方法分为参考轨迹法和自然动力学法两大技术流派.根据参考轨迹获得方法的不同,参考轨迹法又分为步行数据法、中枢模式发生器法和动力学模型法.自然动力学法也可分为被动动力学法和虚拟模型法.在总结两大流派研究进展的基础上,分析了它们各自的优势和不足,指出了今后工作的重点,即参考轨迹法需要提高步行效率和轨迹的生成速度,而自然动力学法需要增加功能.最后分析了强制学习技术在步态综合中应用的适应性和多自由度造成的组合爆炸问题.     

Numerical Analysis and Comparison of the Fan Ducted Discharge Equipment Acoustics

In order to cut down excessive experiments, acoustic response of the different fan ducted discharge equipment was studied based on numerical method. The sound pressure level(SPL) in each component of a ductplenum-reverberant room model was drawn and SPL deviation was analyzed. The trends of the curves were explained by the diffracti on and end reflection at the duct discharge. Models with different room dimensions, duct lengths, duct cross sections, duct locations and duct elbow were constructed, and their response was analyzed and compared. The results show that the SPL curves are smooth in the duct discharge cross section, but seriously fluctuant in the reverberant rooms SPL in the duct discharge is only sensitive to duct dimensions, while that of the reverberant room is regularly influenced by all the dimension and arrangement factors. Small room and short duct help to increase room SPL. Elbow has an indistinct influence on all the components‘ sound field. Finally, suggestion to reduce the deviation of experiment results was proposed.     

基于OpenGL的鱼雷弹道显示研究与实现

文章阐述了鱼雷弹道显示系统设计与实现,并创建了鱼雷的3D模型和仿真环境,构造了逼真的3D视景显示和3D立体声响,使弹道以形象、直观的形式表现在研究者面前,以方便科研人员对鱼雷弹道进行分析与研究。鱼雷弹道显示系统采用VisualC＋＋6．0＋3DSMaxq-OpenGL模拟鱼雷在海上的主要场景,给出了鱼雷运动状态的弹道轨迹,并在计算机上成功地完成了鱼雷运动的视景仿真。