磁道釘導(dǎo)航的車輛自動駕駛模型的優(yōu)化設(shè)計

簡要介紹了基于機器視覺導(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序列作為辨識輸入信號和最小二乘算法得到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的系統(tǒng)辨識特征方程,結(jié)合預(yù)瞄運動學(xué)模型和車輛二自由度轉(zhuǎn)向動力學(xué)模型,從而建立車輛基于視覺預(yù)瞄的轉(zhuǎn)向動力學(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,驗證了最優(yōu)控制器在cybercar戶外路徑跟蹤過程中平穩(wěn)、可靠。

全自動駕駛方式是城市軌道交通一個新的運營理念,對車輛段(尤其是運用庫)的工程設(shè)計和運營管理影響很大,國內(nèi)尚缺乏實踐經(jīng)驗,亦未有相應(yīng)規(guī)范出臺。部分城市軌道交通車輛段運用庫在投入運營一段時間后會暴露出一些問題,影響檢修人員的作業(yè)效率,使得運用庫的整體運行效率低。本文分析了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,提出一種經(jīng)濟合理的全自動駕駛車輛段運用庫布置方案,使得運用庫不僅滿足停車列檢、雙周三月檢和補洗列位的流程要求,更做到工藝流程順暢、空間流分配合理。該方案目前已運用到武漢軌道交通5號線。

智能車輛導(dǎo)航是通過對道路標(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)行了道路實驗。實驗結(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。

為解決基于文檔的綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)設(shè)計中需求傳遞的歧義性、設(shè)計文檔信息離散、系統(tǒng)無法進(jìn)行仿真驗證等問題,研究了一種虛擬樣機設(shè)計方法。首先,針對綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)多領(lǐng)域的特點設(shè)計了一種由需求模型、架構(gòu)模型和實現(xiàn)模型構(gòu)成的三層次虛擬樣機模型；其次,對當(dāng)前主要的基于模型的設(shè)計方法與流程進(jìn)行了深入研究,通過對比分析選擇了harmonyse作為綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)虛擬樣機的設(shè)計流程；最后,以某綜合化通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)為例進(jìn)行了三層次虛擬樣機的設(shè)計及仿真驗證。設(shè)計結(jié)果表明,該設(shè)計方法能有效解決基于文檔設(shè)計存在的問題,適用于各類綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)虛擬樣機的設(shè)計。

為解決基于文檔的綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)設(shè)計中需求傳遞的歧義性、設(shè)計文檔信息離散、系統(tǒng)無法進(jìn)行仿真驗證等問題,研究了一種虛擬樣機設(shè)計方法.首先,針對綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)多領(lǐng)域的特點設(shè)計了一種由需求模型、架構(gòu)模型和實現(xiàn)模型構(gòu)成的三層次虛擬樣機模型;其次,對當(dāng)前主要的基于模型的設(shè)計方法與流程進(jìn)行了深入研究,通過對比分析選擇了harmonyse作為綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)虛擬樣機的設(shè)計流程;最后,以某綜合化通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)為例進(jìn)行了三層次虛擬樣機的設(shè)計及仿真驗證.設(shè)計結(jié)果表明,該設(shè)計方法能有效解決基于文檔設(shè)計存在的問題,適用于各類綜合通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)虛擬樣機的設(shè)計.

通過設(shè)計一個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)航的自動公路實驗場,說明對道路中磁道釘進(jìn)行偽隨機(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要求。基于此,本文重點探究城軌車輛設(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)日正線運營時刻表、車輛當(dāng)日和次日的檢修需求、次日正線運行需求、車輛段空閑股道等,將車輛日回收計劃優(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,以總的指派費用最少為目標(biāo),建立了車輛日回收計劃優(yōu)化問題的0-1整數(shù)規(guī)劃模型。由于指派的費用和目標(biāo)函數(shù)無法量化,依據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗規(guī)則,設(shè)計了啟發(fā)式算法,提高了算法的效率。最后通過算例驗證了模型和算法的可行性。

根據(jù)列車-軌道系統(tǒng)運動的特點,提出了適合該問題動力學(xué)分析的新型車輛單元和軌道單元,運用有限元方法和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)車輛離散成一個車輛單元。該模型具有程序編制容易、計算效率高的特點。作為應(yīng)用實例,給出單輪通過和考慮軌道完全平順和具有隨機不平順條件下整車通過時車輛和軌道動力響應(yīng)分析的二個算例。

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)生彈性形變對側(cè)翻閾值的影響,通過實際調(diào)查和具體計算,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)計樣式參考。旨在通過人性化的提醒,來應(yīng)對汽車過彎側(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荷載，以及分析由動荷載引起的路面動響應(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評價指標(biāo)、評價方法及各種評價指標(biāo)之...

汽車與纜索護欄碰撞是一個極為復(fù)雜的力學(xué)過程,影響其動力反應(yīng)的因素很多。碰撞后的護欄系統(tǒng)如橫梁、立柱、地基的變形情況以及碰撞車輛的變形、運動軌跡、傾覆等情況也極為復(fù)雜,而且有很大的隨機性。根據(jù)纜索護欄的受力特點,對碰撞過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè),建立車輛與纜索護欄碰撞的簡化計算模型,可為高速公路護欄的設(shè)計、施工提供借鑒。

針對有限單元法模擬實際為半無限土體時有限邊界分析模型會引起較大誤差的缺點,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問題解析解對比分析表明,黏彈性邊界有限元數(shù)值模型的計算結(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,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。

針對車輛與護欄的實體碰撞試驗難度大、經(jīng)費高、周期長、數(shù)據(jù)不易獲取的情況,基于ls-dyna有限元軟件,在分析實際碰撞試驗的基礎(chǔ)上,建立了碰撞車輛仿真模型和護欄仿真模型,優(yōu)化碰撞過程,最終形成了車輛-護欄碰撞仿真模型;同時,與實際試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,分析了誤差形成原因。結(jié)果表明,仿真模型試驗結(jié)果與實車試驗結(jié)果基本一致,驗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)計是一個實際生產(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。同時給出了在測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度的設(shè)計要求和功率節(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,但計算復(fù)雜度逐級下降、求解精度逐級上升,最后得出線性光源長度為4.060(mm)。最后,對設(shè)計規(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)來評價其合理性。

通過靜態(tài)剛度對比,驗證了概念車身模型的正確性及可行性?？紤]到接頭剛度對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開口剛度的實際貢獻(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)特點布置了加強板,取得了良好的修改效果。在車身的概念設(shè)計階段采用拓?fù)鋬?yōu)化方法,不僅可以加快設(shè)計進(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,對車燈線光源的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行后續(xù)研究。按照設(shè)計規(guī)范要求設(shè)計,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光源,通過車燈罩內(nèi)壁反射點設(shè)計,運用微元法對線光源的長度進(jìn)行討論,并進(jìn)行相應(yīng)數(shù)值分析、檢驗,構(gòu)建車燈優(yōu)化設(shè)計數(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試屏上任意點時對應(yīng)的反射曲線應(yīng)滿足的方程和計算反射的能量時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種對應(yīng)不同測點的反射曲線,對問題1給出了解析計算結(jié)果.

2011年3月（下） 1概述 對于城市軌道交通系統(tǒng)高效率、高密度的要求來說,列車自動控制 系統(tǒng)（automatictraincontrolatc）是必不可少的。其中一個重要的 子系統(tǒng)：列車自動駕駛（automatictrainoperationato）能模擬有 經(jīng)驗的司機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)定點停車，實現(xiàn)正常情況 下高質(zhì)量的自動駕駛，其各項功能都由atp實施防護。ato系統(tǒng)工作 原理描述如下：ato從ats得到列車運行任務(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)了自動駕駛汽車的發(fā)展,本文分析了人工智能背景下自動駕駛汽車的挑戰(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電動轎車在自動駕駛模式下發(fā)生撞車事故,導(dǎo)致司機身亡.在隨后的幾個月里,特斯拉自動駕駛汽車多次出現(xiàn)事故,但是尚未出現(xiàn)第二次死亡事故.在特斯拉自動駕駛汽車發(fā)生車禍后,美國高速公路交通安全委員會(nhtsa)對它的半自動駕駛系統(tǒng)(autopilot)展開了調(diào)查,初步評估肇事車型特斯拉models所裝配的自動駕駛系統(tǒng).隨著調(diào)查進(jìn)一步深入,關(guān)于自動駕駛技術(shù)安全性的爭論勢必愈發(fā)激烈.