微小加速度下汽车质量-道路坡度自适应估计

汽车质量和道路坡度是设计高性能汽车决策和控制算法所需的基本参数.但是,微小加速度行驶工况下,汽车纵向惯性力较小,汽车质量和道路坡度难解耦,且现有估计算法的准确性和收敛速度有待进一步提高.该文提出了一种基于车辆纵向动力学原理的自适应无迹Kalman滤波(adaptive unscented Kalman filter,A...     

基于遗忘因子的UKF车辆状态参数估计算法

针对车辆主动安全控制系统所需的传感器成本较高以及信号采集过程中易受到外界噪声干扰的问题,文章提出了一种利用遗忘因子概念对噪声协方差矩阵进行在线自适应调整的无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)方法,实现对行驶状态下的车辆状态参数进行实时在线估计。使用该方法对车辆横摆角速度、质心侧偏角、质心纵向速度、质心侧向速度4个状态参数进行了实时在线估计,并与CarSim软件的仿真结果进行了对比,验证该估计方法的有效性和准确性。研究结果表明,该文提出的参数估计算法对横摆角速度、质心侧偏角、质心侧向速度3个参数的估计精度比传统卡尔曼滤波方法分别提高了38%、27%、28%。     

基于Unscented卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法

针对传统非线性最小二乘估计算法和多步迭代估计算法估计节点位置和信道参数时存在的缺点,提出一种新的基于卡尔曼滤波的目标位置和信道参数同时估计算法.新算法将接收信号强度指示(RSSI)定位问题转化为非线性方程组的参数向量估计问题,使用UKF对目标位置和无线信道参数同时进行估计.试验结果表明,与非线性最小二乘方法相比,新算法定位误差更小,对信道参数的估计也更准确.     

基于弯道自适应强跟踪卡尔曼滤波的侧向坡度估计算法

道路的侧向坡度直接影响车辆侧向运动,侧向坡度估计已成为智能汽车稳定控制系统的关键部分之一。然而,侧向坡度与车身侧倾之间存在耦合,且侧向力估计困难,准确的侧向坡度估计难度较大。为此,提出了一种基于加速度传感器的可拓融合侧向坡度估计算法：首先,提出加速度传感器模型和车辆侧倾模型,采用弯道自适应强跟踪卡尔曼滤波算法（CASTKF）对侧向坡度进行估计;然后,提出基于侧向加速度传感器的直接估计方法,防止CASTKF算法在失去可观性后的错误估计;再后,利用可拓算法对两种模式的估计值进行数据融合;最后,采用硬件在环测试（HIL）验证所提算法的有效性。结果表明,智能汽车的侧向坡度估计中采用CASTKF融合算法具有更高的精度和鲁棒性。     

分布式电动汽车质量与行驶状态估计

为了更精确地获取分布式电动汽车行驶过程中的关键参数及相关状态信息,本文提出了一种递推最小二乘法与双容积卡尔曼滤波算法相结合的估计方法,并基于三自由度非线性整车动力学模型,借助Carsim-MATLAB/Simulink平台进行了联合仿真与实验分析,结果表明,该算法能实时准确地估计车辆参数与行驶状态,满足车辆主动安全控制...     

基于多信息数据融合滤波的坡度识别算法

为了对大坡度、大坡度变化率路面的坡度值进行准确快速识别,提出一种基于多信息数据融合滤波的坡度识别算法.分析了目前不同坡度识别算法的优劣,分别建立了基于动力学、考虑坡度变化率的加速度传感信息坡度识别模型、基于GPS的坡度识别模型.应用交互多模型卡尔曼滤波算法(I MM-KF),将3种坡度识别模型进行联合滤波估计,在不同运...     

基于定时-相位联合估计的CPM并行同步算法

针对连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)信号非数据辅助算法同步精度差问题,提出了一种基于定时-相位联合估计的低复杂度并行同步算法.采用非数据辅助方法从离散域分解CPM信号,推导新的相位偏移误差估计公式,根据定时-相位联合似然函数,利用误差估计方法相似形式,设计了一种适用于CPM信号的并行同步方案.该方法在低信噪比条件时对似然函数进行近似,从而减少同步参数对同步性能影响,通过引入双同步精度源,迭代求取相偏估计最优解,提高非数据辅助算法同步增益.仿真结果表明,并行同步算法与直接联合算法相比,以较低系统复杂度代价获得同步性能提升,在低信噪比环境下,性能逼近修正克拉美罗限.     

MIMO信道的PDA-EM迭代信道估计算法

将随机数据联合检测算法(PDA)嵌入到EM算法中,提出了一种低复杂度的迭代信道估计算法.其计算复杂度较MAP-EM迭代信道估计算法显著降低,并且仿真结果显示,可取得与MAP-EM算法相近的系统性能.     

车辆质心侧偏角估计算法设计与对比分析

车辆质心侧偏角是描述车辆侧向运动状态的重要变量之一,同时也很难准确估计.为此设计了基于运动学的直接积分法,基于扩展卡尔曼滤波的质心侧偏角估计算法和基于广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.对信号引入一定强度的噪声,通过多种典型工况对质心侧偏角估计算法进行调试与验证,分析不同算法的特点和工况适应性.直接积分法在长时间尺度下无可用性,但在极限工况下能较为快速地描述质心侧偏角变化趋势;卡尔曼滤波算法整体估计效果较好,但在一些动态工况存在估计偏差,且多为高估;龙贝格观测器算法在大部分工况都能获得良好效果,但在某些情况下存在估计偏差,且多为低估.     

一种TD-SCDMA下行链路信道估计的快速算法

以信道估计为基础的联合检测是TD＿SCDMA系统采用的关键技术之一,它能有效地消除多址干扰(MAI)和符号间干扰(ISI)从而提高系统容量.本文在分析TD＿SCDMA系统下行链路基带离散时间传输模型的基础上,提出了一种下行链路信道估计的快速算法,并结合终端联合检测算法进行了计算机仿真.结果表明该算法在提供同样信道估计性能的同时,计算量降低了近3阶.     

一种基于FCD的城市道路车流速度估计算法

针对在城市路网中大面积采集交通信息所存在的问题,提出了一种基于浮动车辆数据(floating car data,FCD)的城市道路车流速度估计算法,并通过FCD系统进行交通速度信息的采集.速度估计采用了一种改进的弧段Dijkstra路径寻优算法,在图的弧段-弧段存储结构中考虑了城市路网限制性道路交通信息的表达,并将路网的一些先验信息引入弧段关系结构中,提高了搜索效率和准确性.实验结果论证了所提出方法的有效性和可靠性.     

不同公路等级的汽车油耗和排放评估研究

为了评估不同公路等级的汽车能耗和排放水平,实测了机动车的逐秒速度,并基于机动车比功率理论模型,得到轻重型车在不同公路等级的比功率分布;运用油耗排放模型MOVES测算了不同公路等级汽车的排放和油耗。结果表明:三种车型的比功率分布接近于正态分布;三种车型的油耗和排放随公路等级降低依次增加,其中大型货车在高速公路和三级公路的平均油耗分别为18.26 L/100 km、29.15 L/100 km,小轿车在高速公路和四级公路的平均油耗值分别为5.01 L/100 km、12.65 L/100 km;同一公路等级下,大型货车NO_x、PM_(2.5)和HC的平均排放因子最高,大型客车次之,小轿车最低,而小轿车CO的平均排放因子最高,大型货车最低。研究结果对实施交通运输节能减排策略具有一定的参考作用。     

道路边坡生态恢复立地质量评价

为了进一步促进边坡生态恢复,引导设计和解决人工植被恢复技术难题,分析边坡植被恢复的特点与难点,论述了边坡植被恢复限制因子选择的原则,在此基础上,构建了边坡植被恢复立地质量综合评价指标体系.采用层次分析法(AHP)进行综合评价,对限制性因子进行了赋权和排序.结果表明:土壤是边坡植被恢复的主要限制因子.立地质量评价指标体系能够为确定边坡植被恢复的难易程度以及优先顺序提供决策支持.     

用于汽车道路行驶排放测量的车载实验系统

利用自行开发的单片机测量仪器以及笔记本电脑，一台车载容积式油耗仪和一台车载汽车排气分析仪构成了一套车载实时汽车道路排放测量系统，该系统可以每秒或半秒一次的速率采集记录下汽车的瞬时车速，油耗以及各排放气体浓度值（HC，CO，NO，O2和CO2），这些数据可用于计算分析汽车的道路行驶工况的特征，道路废气质量排放特性，汽车实际道路排放因子等。利用该系统初步在天津市典型道路上进行了试验，初步获得了华利牌微型车在天津市道路上行驶时的总体平均排放因子。     

高填方路基边坡或深挖方路堑边坡抗震设防

为了使现今高填方路基边坡或深挖方路堑边坡抗震设防达到统一化,完善化的抗震效果,更有效的确定设防目标.采用类比与归纳的方法,完善化了特殊地质结构边坡的抗震设防原则与抗震设计方法.得出基于国家边坡抗震设防标准设定高填方路基边坡或深挖方路堑边坡抗震设防原则和目标.从而使多措施综合性的治理成为未来特殊地质边坡抗震设防的基本原则,能更有利的使边坡的抗震设防系统化.     

MUSIC及其改进算法的DOA估计

MUSIC算法是一种有效的DOA(Direction of arrival)估计方法,但它仅能估计非相关信源,不能估计相关信源。前后向空间平滑技术(Forward/Backward Spatial Smoothing Technique)是一种改进的MUSIC算法,对相关信源有很高的分辨率。分析了它的基本原理及优缺点,仿真了它的分辨性能。     

面向路面附着估计的路面图像识别

为提升智能辅助驾驶系统对路面附着系数估计的准确性与实时性,研究了一种基于视觉信息的路面识别深度学习算法,实现路面附着系数的预估计。设计压缩卷积机制以降低网络运算参数,采用特征图全局平均替换全连接层以提升网络的拟合性能,并构建路面识别深度卷积神经网络DW-VGG。利用自建路面图像数据集对网络进行训练,测试结果表明,基于提出的多层知识蒸馏技术的DW-VGG网络识别精度较高,分类性能评估指标F₁得分为96.57%,并有效降低了网络的运算和内存成本,识别单张图像只需32.06 ms,预测模型只有5.63 M。     

汽车道路模拟试验台计算机测控系统的开发

计算机测控系统是汽车道路模拟试验台的关键部分。在研制国产化的汽车道路模拟系统过程中 ,开发了专用的计算机测控系统。分析了道路模拟试验对测控系统的特殊要求 ,构成测控系统时只采用了通用的廉价硬件插卡模块 ,而系统要求的大容量不间断采样与输出、数据输入和输出同步等特殊功能 ,采用复杂的编程用软件方法实现。这种方案构成的系统具有很高的性能价格比 ,从而为降低所研制的道路模拟系统的成本打下了很好的基础。实验证明 ,所开发的测控系统配置合理且能达到很高的精度。     

不同路况下路面附着系数实时估计

为了准确估计不同路况下的路面附着系数,提高汽车行驶的安全性与稳定性,提出了一种在制动工况下基于前后轮轮速和制动力矩估计路面附着系数的方法。首先,考虑汽车前后轴荷转移,在Matlab/Simulink软件中完成建模操作,创建关于双轮车辆制动的动力学模型;其次,将控制目标确定为汽车前轮以及后轮的理想和实际滑移率,建立理想制动力矩滑模控制器,对于汽车滑模控制器存在的抖振现象,通过积分切换面对其进行处理;最后,以前后轮轮速和制动力矩作为输入进行扩张状态观测器的设计,利用这一观测器观测路面附着系数相关值。结果表明,各种路况中的路面附着系数都可以通过上述手段进行准确估计,扩张状态观测器能够抵抗外界干扰,鲁棒性强。将扩张状态观测器用于路面附着系数识别的良好结果可为汽车稳定性控制系统的设计提供参考。     

竹城公路层状岩质边坡的稳定性研究

为了研究竹城公路层状岩质边坡的稳定性及防治措施,通过现场调查和赤平投影分析边坡潜在变形滑动机理;利用UDEC软件建立层状边坡数值计算模型,分析开挖过程中岩土体的变形情况;根据变形破坏模式提出层状岩质边坡的长短锚杆交替复合支护结构.研究结果表明:浅层滑动和楔形体滑动破坏是该公路边坡的主要破坏模式;开挖完毕后左侧边坡存在稳定性隐患;当边坡开挖到第4步时,将发生滑移破坏;长短锚杆交替复合支护结构充分利用了锚杆和岩土体的受力特性,有效加固了边坡.