磁道釘導(dǎo)航的車(chē)輛自動(dòng)駕駛模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)要介紹了基于機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)航區(qū)域智能車(chē)輛(cybercar)的導(dǎo)航原理和組成。首先采用逆m序列作為辨識(shí)輸入信號(hào)和最小二乘算法得到車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的系統(tǒng)辨識(shí)特征方程,結(jié)合預(yù)瞄運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和車(chē)輛二自由度轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型,從而建立車(chē)輛基于視覺(jué)預(yù)瞄的轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)控制數(shù)學(xué)模型,根據(jù)線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制理論得到狀態(tài)線(xiàn)性反饋的最優(yōu)控制規(guī)律。通過(guò)仿真分析和試驗(yàn),驗(yàn)證了最優(yōu)控制器在cybercar戶(hù)外路徑跟蹤過(guò)程中平穩(wěn)、可靠。

全自動(dòng)駕駛方式是城市軌道交通一個(gè)新的運(yùn)營(yíng)理念,對(duì)車(chē)輛段(尤其是運(yùn)用庫(kù))的工程設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理影響很大,國(guó)內(nèi)尚缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),亦未有相應(yīng)規(guī)范出臺(tái)。部分城市軌道交通車(chē)輛段運(yùn)用庫(kù)在投入運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后會(huì)暴露出一些問(wèn)題,影響檢修人員的作業(yè)效率,使得運(yùn)用庫(kù)的整體運(yùn)行效率低。本文分析了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,提出一種經(jīng)濟(jì)合理的全自動(dòng)駕駛車(chē)輛段運(yùn)用庫(kù)布置方案,使得運(yùn)用庫(kù)不僅滿(mǎn)足停車(chē)列檢、雙周三月檢和補(bǔ)洗列位的流程要求,更做到工藝流程順暢、空間流分配合理。該方案目前已運(yùn)用到武漢軌道交通5號(hào)線(xiàn)。

智能車(chē)輛導(dǎo)航是通過(guò)對(duì)道路標(biāo)記線(xiàn)的跟蹤來(lái)控制車(chē)輛的行駛方向,使車(chē)輛沿著圖像識(shí)別出來(lái)的車(chē)道線(xiàn)行駛。首先介紹了獲取智能車(chē)輛導(dǎo)航路徑控制信息的方法,通過(guò)處理后的道路圖像,建立道路標(biāo)記線(xiàn)與車(chē)輛跟蹤路徑側(cè)偏距與方向偏差的數(shù)學(xué)模型。然后利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向控制器,并在matlab環(huán)境中利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱network/datamanager進(jìn)行了道路實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器很好的逼近了目標(biāo),有效的學(xué)習(xí)了駕駛員開(kāi)車(chē)的轉(zhuǎn)向經(jīng)驗(yàn)。

為解決基于文檔的綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需求傳遞的歧義性、設(shè)計(jì)文檔信息離散、系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行仿真驗(yàn)證等問(wèn)題,研究了一種虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)方法。首先,針對(duì)綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)多領(lǐng)域的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種由需求模型、架構(gòu)模型和實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)成的三層次虛擬樣機(jī)模型；其次,對(duì)當(dāng)前主要的基于模型的設(shè)計(jì)方法與流程進(jìn)行了深入研究,通過(guò)對(duì)比分析選擇了harmonyse作為綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)流程；最后,以某綜合化通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)為例進(jìn)行了三層次虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證。設(shè)計(jì)結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)方法能有效解決基于文檔設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,適用于各類(lèi)綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)。

為解決基于文檔的綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需求傳遞的歧義性、設(shè)計(jì)文檔信息離散、系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行仿真驗(yàn)證等問(wèn)題,研究了一種虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)方法.首先,針對(duì)綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)多領(lǐng)域的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種由需求模型、架構(gòu)模型和實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)成的三層次虛擬樣機(jī)模型;其次,對(duì)當(dāng)前主要的基于模型的設(shè)計(jì)方法與流程進(jìn)行了深入研究,通過(guò)對(duì)比分析選擇了harmonyse作為綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)流程;最后,以某綜合化通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)為例進(jìn)行了三層次虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證.設(shè)計(jì)結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)方法能有效解決基于文檔設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,適用于各類(lèi)綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì).

通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)具有雙車(chē)道帶有曲率半徑為80m的彎道的環(huán)形道路,作為磁道釘導(dǎo)航的自動(dòng)公路實(shí)驗(yàn)場(chǎng),說(shuō)明對(duì)道路中磁道釘進(jìn)行偽隨機(jī)(pn)編碼的方法,給出其縱向定位算法;論述了在多車(chē)道的自動(dòng)公路系統(tǒng)中,通過(guò)讀取的pn編碼與解方程組產(chǎn)生的生成碼的匹配運(yùn)算,確定車(chē)輛所在車(chē)道和縱向定位;討論了多條道路匯聚和有匝道的路網(wǎng)的pn編碼方法.

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,當(dāng)今車(chē)輛設(shè)備也變得更加精密、復(fù)雜,新型電子器件不斷增多,過(guò)去城市軌道車(chē)輛維修都是采用磨損理論定期維修模式,但該模式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化的城軌車(chē)輛維護(hù)要求?；诖?本文重點(diǎn)探究城軌車(chē)輛設(shè)備維修策略?xún)?yōu)化,并提出決策模型。

綜合考慮了列車(chē)當(dāng)日正線(xiàn)運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表、車(chē)輛當(dāng)日和次日的檢修需求、次日正線(xiàn)運(yùn)行需求、車(chē)輛段空閑股道等,將車(chē)輛日回收計(jì)劃優(yōu)化問(wèn)題抽象為一類(lèi)指派問(wèn)題,以車(chē)輛是否分配給股道為變量,以總的指派費(fèi)用最少為目標(biāo),建立了車(chē)輛日回收計(jì)劃優(yōu)化問(wèn)題的0-1整數(shù)規(guī)劃模型。由于指派的費(fèi)用和目標(biāo)函數(shù)無(wú)法量化,依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則,設(shè)計(jì)了啟發(fā)式算法,提高了算法的效率。最后通過(guò)算例驗(yàn)證了模型和算法的可行性。

根據(jù)列車(chē)-軌道系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),提出了適合該問(wèn)題動(dòng)力學(xué)分析的新型車(chē)輛單元和軌道單元,運(yùn)用有限元方法和lagrange方程,推導(dǎo)了兩種單元的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣。整個(gè)列車(chē)-軌道系統(tǒng)只需離散成車(chē)輛單元和軌道單元,其中軌道系統(tǒng)離散成軌道單元,一節(jié)車(chē)輛離散成一個(gè)車(chē)輛單元。該模型具有程序編制容易、計(jì)算效率高的特點(diǎn)。作為應(yīng)用實(shí)例,給出單輪通過(guò)和考慮軌道完全平順和具有隨機(jī)不平順條件下整車(chē)通過(guò)時(shí)車(chē)輛和軌道動(dòng)力響應(yīng)分析的二個(gè)算例。

汽車(chē)側(cè)翻帶來(lái)極其嚴(yán)重的后果。從汽車(chē)剛性穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向模型的角度出發(fā),考慮了懸架和外側(cè)輪胎產(chǎn)生彈性形變對(duì)側(cè)翻閾值的影響,通過(guò)實(shí)際調(diào)查和具體計(jì)算,提出分車(chē)型在汽車(chē)入彎處設(shè)置建議速度標(biāo)志牌,并給出具體的速度建議值和標(biāo)志牌設(shè)計(jì)樣式參考。旨在通過(guò)人性化的提醒,來(lái)應(yīng)對(duì)汽車(chē)過(guò)彎側(cè)翻帶來(lái)的安全隱患,體現(xiàn)了交通安全科技的服務(wù)理念和人文關(guān)懷精神。

路面平整度及車(chē)輛振動(dòng)模型的研究綜述——為了在車(chē)一路或車(chē)一橋相互作用的耦合體系中更準(zhǔn)確地模擬由路面不平整度引起的車(chē)輛動(dòng)荷載，以及分析由動(dòng)荷載引起的路面動(dòng)響應(yīng)，論述了路面平整度的各種定義，回顧了路面平整度的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)、評(píng)價(jià)方法及各種評(píng)價(jià)指標(biāo)之...

汽車(chē)與纜索護(hù)欄碰撞是一個(gè)極為復(fù)雜的力學(xué)過(guò)程,影響其動(dòng)力反應(yīng)的因素很多。碰撞后的護(hù)欄系統(tǒng)如橫梁、立柱、地基的變形情況以及碰撞車(chē)輛的變形、運(yùn)動(dòng)軌跡、傾覆等情況也極為復(fù)雜,而且有很大的隨機(jī)性。根據(jù)纜索護(hù)欄的受力特點(diǎn),對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè),建立車(chē)輛與纜索護(hù)欄碰撞的簡(jiǎn)化計(jì)算模型,可為高速公路護(hù)欄的設(shè)計(jì)、施工提供借鑒。

針對(duì)有限單元法模擬實(shí)際為半無(wú)限土體時(shí)有限邊界分析模型會(huì)引起較大誤差的缺點(diǎn),引入黏彈性人工邊界結(jié)合有限元數(shù)值模型以便準(zhǔn)確地描述循環(huán)動(dòng)荷載作用下地基的響應(yīng)問(wèn)題。分別采用固定邊界、黏性邊界及黏彈性邊界有限元3種方法計(jì)算了交通荷載作用下的地基響應(yīng)。通過(guò)與lamb問(wèn)題解析解對(duì)比分析表明,黏彈性邊界有限元數(shù)值模型的計(jì)算結(jié)果與解析解非常吻合,而固定邊界、黏性邊界數(shù)值模型的計(jì)算結(jié)果存在不合理現(xiàn)象。算例表明研究交通荷載作用下地基響應(yīng)時(shí),尤其是分析重復(fù)交通荷載作用下的殘余變形,宜采用黏彈性邊界有限元模型。

針對(duì)車(chē)輛與護(hù)欄的實(shí)體碰撞試驗(yàn)難度大、經(jīng)費(fèi)高、周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)不易獲取的情況,基于ls-dyna有限元軟件,在分析實(shí)際碰撞試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了碰撞車(chē)輛仿真模型和護(hù)欄仿真模型,優(yōu)化碰撞過(guò)程,最終形成了車(chē)輛-護(hù)欄碰撞仿真模型;同時(shí),與實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,分析了誤差形成原因。結(jié)果表明,仿真模型試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)車(chē)試驗(yàn)結(jié)果基本一致,驗(yàn)證了仿真模型的正確性。

汽車(chē)車(chē)燈的線(xiàn)光源長(zhǎng)度的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題。在給定的條件下,給出了數(shù)學(xué)模型,求得其值是4.12mm。同時(shí)給出了在測(cè)試屏上的反射光的亮區(qū)。

本文主要研究了車(chē)燈線(xiàn)光源長(zhǎng)度在滿(mǎn)足光照強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求和功率節(jié)能的最優(yōu)解策略。分別用正向光線(xiàn)追跡、逆向光線(xiàn)追跡、方程組模型求解,得到的結(jié)果基本一致,但計(jì)算復(fù)雜度逐級(jí)下降、求解精度逐級(jí)上升,最后得出線(xiàn)性光源長(zhǎng)度為4.060(mm)。最后,對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范從照射車(chē)距(安全性)、視認(rèn)度(駕駛員)、車(chē)燈功率(節(jié)能原則)來(lái)評(píng)價(jià)其合理性。

通過(guò)靜態(tài)剛度對(duì)比,驗(yàn)證了概念車(chē)身模型的正確性及可行性。考慮到接頭剛度對(duì)車(chē)身剛度的重要影響,將接頭模型加入到概念模型中,建立了t型接頭與梁結(jié)構(gòu)的混合模型(tjb模型)。通過(guò)權(quán)衡扭轉(zhuǎn)工況下各接頭部位對(duì)開(kāi)口剛度的實(shí)際貢獻(xiàn),選擇了車(chē)頂部位的關(guān)鍵接頭作為修改區(qū)域。應(yīng)用變密度法進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化,并根據(jù)優(yōu)化結(jié)果及車(chē)身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)布置了加強(qiáng)板,取得了良好的修改效果。在車(chē)身的概念設(shè)計(jì)階段采用拓?fù)鋬?yōu)化方法,不僅可以加快設(shè)計(jì)進(jìn)程,而且能夠得到性能更優(yōu)、結(jié)構(gòu)更合理的產(chǎn)品。

本文依據(jù)2002"高教社杯"全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽a題提供的資料,對(duì)車(chē)燈線(xiàn)光源的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行后續(xù)研究。按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì),以車(chē)燈線(xiàn)光源功率最小為優(yōu)化目標(biāo),將線(xiàn)光源分為若干點(diǎn)光源,通過(guò)車(chē)燈罩內(nèi)壁反射點(diǎn)設(shè)計(jì),運(yùn)用微元法對(duì)線(xiàn)光源的長(zhǎng)度進(jìn)行討論,并進(jìn)行相應(yīng)數(shù)值分析、檢驗(yàn),構(gòu)建車(chē)燈優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。

　本文應(yīng)用光學(xué)反射原理推導(dǎo)了車(chē)燈線(xiàn)光源一次反射到測(cè)試屏上任意點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的反射曲線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足的方程和計(jì)算反射的能量時(shí)需要的積分上下限的確定方法,從而給出了光源優(yōu)化模型的解析求解方法,用maple繪制了5種對(duì)應(yīng)不同測(cè)點(diǎn)的反射曲線(xiàn),對(duì)問(wèn)題1給出了解析計(jì)算結(jié)果.

2011年3月（下） 1概述 對(duì)于城市軌道交通系統(tǒng)高效率、高密度的要求來(lái)說(shuō),列車(chē)自動(dòng)控制 系統(tǒng)（automatictraincontrolatc）是必不可少的。其中一個(gè)重要的 子系統(tǒng)：列車(chē)自動(dòng)駕駛（automatictrainoperationato）能模擬有 經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)完成駕駛列車(chē)的任務(wù)。由于使用ato系統(tǒng)后，可以使列車(chē) 經(jīng)常處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，避免了不必要的、過(guò)于劇烈的加速和減速，因 此可以明顯提高旅客的舒適度，同時(shí)可以節(jié)約能源。本文將著重從節(jié)能 角度來(lái)闡述基于ato系統(tǒng)的列車(chē)運(yùn)行算法。 2ato系統(tǒng)工作原理 ato系統(tǒng)的功能主要是速度調(diào)節(jié)和站內(nèi)定點(diǎn)停車(chē)，實(shí)現(xiàn)正常情況 下高質(zhì)量的自動(dòng)駕駛，其各項(xiàng)功能都由atp實(shí)施防護(hù)。ato系統(tǒng)工作 原理描述如下：ato從ats得到列車(chē)運(yùn)行任務(wù)命令，該命令由地面發(fā) 送設(shè)備（如軌道電路）

科技不斷在發(fā)展,人工智能技術(shù)也在不斷的完善,其被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中,在汽車(chē)制造范圍內(nèi)也得到了有效的應(yīng)用,促進(jìn)了自動(dòng)駕駛汽車(chē)的發(fā)展,本文分析了人工智能背景下自動(dòng)駕駛汽車(chē)的挑戰(zhàn)與展望。

2016年5月7日,美國(guó)特斯拉汽車(chē)公司(tesla)生產(chǎn)的一輛models電動(dòng)轎車(chē)在自動(dòng)駕駛模式下發(fā)生撞車(chē)事故,導(dǎo)致司機(jī)身亡.在隨后的幾個(gè)月里,特斯拉自動(dòng)駕駛汽車(chē)多次出現(xiàn)事故,但是尚未出現(xiàn)第二次死亡事故.在特斯拉自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)生車(chē)禍后,美國(guó)高速公路交通安全委員會(huì)(nhtsa)對(duì)它的半自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(autopilot)展開(kāi)了調(diào)查,初步評(píng)估肇事車(chē)型特斯拉models所裝配的自動(dòng)駕駛系統(tǒng).隨著調(diào)查進(jìn)一步深入,關(guān)于自動(dòng)駕駛技術(shù)安全性的爭(zhēng)論勢(shì)必愈發(fā)激烈.