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

簡要介紹了基于機(jī)器視覺導(dǎo)航區(qū)域智能車輛(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)模型和車輛二自由度轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)模型,從而建立車輛基于視覺預(yù)瞄的轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)控制數(shù)學(xué)模型,根據(jù)線性二次型最優(yōu)控制理論得到狀態(tài)線性反饋的最優(yōu)控制規(guī)律。通過仿真分析和試驗(yàn),驗(yàn)證了最優(yōu)控制器在cybercar戶外路徑跟蹤過程中平穩(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)營理念,對(duì)車輛段(尤其是運(yùn)用庫)的工程設(shè)計(jì)和運(yùn)營管理影響很大,國內(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輛段運(yùn)用庫在投入運(yùn)營一段時(shí)間后會(huì)暴露出一些問題,影響檢修人員的作業(yè)效率,使得運(yùn)用庫的整體運(yùn)行效率低。本文分析了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,提出一種經(jīng)濟(jì)合理的全自動(dòng)駕駛車輛段運(yùn)用庫布置方案,使得運(yùn)用庫不僅滿足停車列檢、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。

智能車輛導(dǎo)航是通過對(duì)道路標(biāo)記線的跟蹤來控制車輛的行駛方向,使車輛沿著圖像識(shí)別出來的車道線行駛。首先介紹了獲取智能車輛導(dǎo)航路徑控制信息的方法,通過處理后的道路圖像,建立道路標(biāo)記線與車輛跟蹤路徑側(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)了駕駛員開車的轉(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)無法進(jìn)行仿真驗(yàn)證等問題,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)存在的問題,適用于各類綜合通信導(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)無法進(jìn)行仿真驗(yàn)證等問題,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)存在的問題,適用于各類綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì).

通過設(shè)計(jì)一個(gè)具有雙車道帶有曲率半徑為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,說明對(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;論述了在多車道的自動(dòng)公路系統(tǒng)中,通過讀取的pn編碼與解方程組產(chǎn)生的生成碼的匹配運(yùn)算,確定車輛所在車道和縱向定位;討論了多條道路匯聚和有匝道的路網(wǎng)的pn編碼方法.

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

綜合考慮了列車當(dāng)日正線運(yùn)營時(shí)刻表、車輛當(dāng)日和次日的檢修需求、次日正線運(yùn)行需求、車輛段空閑股道等,將車輛日回收計(jì)劃優(yōu)化問題抽象為一類指派問題,以車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),建立了車輛日回收計(jì)劃優(yōu)化問題的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)無法量化,依據(jù)現(xiàn)場經(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。最后通過算例驗(yàn)證了模型和算法的可行性。

根據(jù)列車-軌道系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),提出了適合該問題動(dòng)力學(xué)分析的新型車輛單元和軌道單元,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-軌道系統(tǒng)只需離散成車輛單元和軌道單元,其中軌道系統(tǒng)離散成軌道單元,一節(jié)車輛離散成一個(gè)車輛單元。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,給出單輪通過和考慮軌道完全平順和具有隨機(jī)不平順條件下整車通過時(shí)車輛和軌道動(dòng)力響應(yīng)分析的二個(gè)算例。

汽車側(cè)翻帶來極其嚴(yán)重的后果。從汽車剛性穩(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,通過實(shí)際調(diào)查和具體計(jì)算,提出分車型在汽車入彎處設(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。旨在通過人性化的提醒,來應(yīng)對(duì)汽車過彎側(cè)翻帶來的安全隱患,體現(xiàn)了交通安全科技的服務(wù)理念和人文關(guān)懷精神。

路面平整度及車輛振動(dòng)模型的研究綜述——為了在車一路或車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...

汽車與纜索護(hù)欄碰撞是一個(gè)極為復(fù)雜的力學(xué)過程,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)碰撞過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè),建立車輛與纜索護(hù)欄碰撞的簡化計(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)。通過與lamb問題解析解對(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、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,建立了碰撞車輛仿真模型和護(hù)欄仿真模型,優(yōu)化碰撞過程,最終形成了車輛-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)車試驗(yàn)結(jié)果基本一致,驗(yàn)證了仿真模型的正確性。

汽車車燈的線光源長度的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)際生產(chǎn)中的問題。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)。

本文主要研究了車燈線光源長度在滿足光照強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求和功率節(jié)能的最優(yōu)解策略。分別用正向光線追跡、逆向光線追跡、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,最后得出線性光源長度為4.060(mm)。最后,對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范從照射車距(安全性)、視認(rèn)度(駕駛員)、車燈功率(節(jié)能原則)來評(píng)價(jià)其合理性。

通過靜態(tài)剛度對(duì)比,驗(yàn)證了概念車身模型的正確性及可行性?？紤]到接頭剛度對(duì)車身剛度的重要影響,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)。通過權(quán)衡扭轉(zhuǎn)工況下各接頭部位對(duì)開口剛度的實(shí)際貢獻(xiàn),選擇了車頂部位的關(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"全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽a題提供的資料,對(duì)車燈線光源的優(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),以車燈線光源功率最小為優(yōu)化目標(biāo),將線光源分為若干點(diǎn)光源,通過車燈罩內(nèi)壁反射點(diǎn)設(shè)計(jì),運(yùn)用微元法對(duì)線光源的長度進(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)了車燈線光源一次反射到測(cè)試屏上任意點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的反射曲線應(yīng)滿足的方程和計(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,對(duì)問題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、高密度的要求來說,列車自動(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)：列車自動(dòng)駕駛（automatictrainoperationato）能模擬有 經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)完成駕駛列車的任務(wù)。由于使用ato系統(tǒng)后，可以使列車 經(jīng)常處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，避免了不必要的、過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 角度來闡述基于ato系統(tǒng)的列車運(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，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)駕駛汽車的發(fā)展,本文分析了人工智能背景下自動(dòng)駕駛汽車的挑戰(zhàn)與展望。

2016年5月7日,美國特斯拉汽車公司(tesla)生產(chǎn)的一輛models電動(dòng)轎車在自動(dòng)駕駛模式下發(fā)生撞車事故,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)駕駛汽車發(fā)生車禍后,美國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)展開了調(diào)查,初步評(píng)估肇事車型特斯拉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)安全性的爭論勢(shì)必愈發(fā)激烈.