虚拟公路上过往车辆产生及其行驶行为控制研究

提出新的控制过往车辆的跟车、超车、换车道和无障碍行驶行为的算法,该算法是通过感知车道线的位置和类型、过往车辆相对于周围车辆安全性距离及其变化、周围车辆灯光与喇叭声信号以及应用交通规则来控制过往车辆的行驶行为;提出一种自动选择过往车辆在虚拟公路上合适的初始位置的算法,这种选择受到虚拟公路上其它车辆的位置、主车驾驶员的视觉、主车的行驶方向和道路的单向通行性的约束。这些算法在我们所研制的智能化高速公路驾驶仿真虚拟环境建模器IVEHMDS中进行了实验,实验结果表明这些算法是有效的和具有良好的实时性。     

大型特装车辆地形匹配算法研究

针对导弹武器系统大型特装车辆实体模型在虚拟环境中的运动问题,提出了8点地形匹配算法.详细论述了算法的思想和实现过程,利用垂直射线法确定匹配点在地形上的投影点,提出了匹配矩形的概念,简化了计算过程.并针对虚拟场景中车辆转弯失真的问题提出了车辆转弯算法,分析了算法的原理并给出了实现的步骤.最后,利用仿真实验对两种算法的有效性进行了检验.     

编队协同对空目标探测及搜索力的最优分配

为探索编队空战中快速有效地搜索空中目标的理论和方法,将搜索论引入到编队对空中目标协同探测研究中.将雷达发现目标概率密度作为对空目标连续探测程度的量化指标,通过首次发现目标的概率,导出了无先验信息条件下编队协同搜索的概率计算式.考虑到雷达对目标探测的不确定性,提出了利用3机协同搜索确定空中目标位置和速度方向的几何方法.根据目标位置划分搜索空域,建立了预警机指挥下的编队搜索力最优分配模型.通过示例验算表明,所提方法是有效的,并且用Lingo软件求解较大规模目标搜索力分配问题可满足实时性要求.     

一种编队目标架次检测方法

针对常规低分辨雷达无法直接在距离和方位上分辨编队目标的缺陷,分析了编队目标间距引起目标间多普勒频率的差异和目标多普勒频率的变化规律,探讨了用时频分布分辨目标的可能性.提出了一种基于编队目标回波时频分布生成的图像,利用图像描述技术,实现编队目标架次检测的方法.实测目标回波数据实验结果表明,该方法能可靠检测目标架数,具有一定的抗噪声和抗干扰能力,同时计算量小,易于实时实现,优于常规Radon变换方法.     

高分辨雷达去斜处理一维距离像速度补偿技术

针对常用高分辨雷达去斜处理方法受到目标速度影响的问题,分析了目标运动对高分辨雷达去斜处理一维距离像的影响。利用包络随散射点分布和分布散度用熵度量的特点,基于最小熵原理提出了对分法搜索目标速度,并介绍了该方法的计算流程及利用其进行速度补偿的实现过程。仿真结果表明,该方法具有很好的速度补偿效果,节省计算量。     

基于激光传感器的动态拟合避障控制与仿真

考虑未知动态环境下机器人系统的运动规划问题,提出了一种避障规划策略.针对一类圆形动态障碍,机器人通过激光传感器采样获得障碍边缘,采用最小二乘法对障碍边缘进行拟合.经过多次估计动态中心位置和大小,获取障碍物的相对速度和方向.综合考虑机器人、动态障碍以及目标点间的相对关系,确定机器人的最优运动方向,以保证机器人安全运行和任务完成.在此基础上,进一步给出了多机器人系统在未知动态环境下的编队控制策略.所提出的避障控制策略通过仿真实验进行了验证.     

基于虚拟结构的卫星编队机动控制

针对某些航天任务在小卫星机动过程中需要保持编队构型,提出了利用虚拟结构解决三星编队机动控制问题。建立了虚拟结构坐标系,在机动过程中,三颗卫星视为一个虚拟刚体,保持编队构型。设计了虚拟结构的动力学和运动学控制器。动力学控制器包含编队队形反馈,实现对编队速度的控制。针对外加干扰,设计了姿态变结构控制器,利用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性。对三星编队机动进行仿真,实现了编队构型的保持,验证了方法的有效性。     

求解随机旅行时间的C-VRP问题的混合遗传算法

现实中,行驶在道路上的车辆由于车流量等因素导致车辆通过时间随着时间的变化而波动较大。因此,标准车辆路径问题中关于车辆在道路上的行驶速度或通过时间恒定的假设前提通常不能得到满足。以标准的带容量约束的车辆路径问题为基准,研究当道路的通过时间随着时间的变化而变化,并综合考虑行驶距离、行驶时间等多项目标下车队的最佳路线安排。为了求解所提出的扩展问题,设计了一个模拟退火与遗传算法相结合的多目标混合遗传算法,用于计算得到研究问题的最优Pareto集合。通过对多个基准问题的算法测试,验证了算法的有效性。     

基于规则的无人机编队队形构建与重构控制方法

针对已有方法在无人机编队队形控制方面的不足,结合无人机系统有限范围感知的特点提出一种基于规则的队形控制方法。首先,利用目标位置选择算法为编队成员选择刚体中的期望位置点,使分布式条件下的复杂无人机编队队形控制问题转化为个体对自身期望位置点的追踪问题;其次,通过控制协议的设计引导编队成员对自身的期望位置点进行追踪和避免碰撞;最后,在netlogo平台上实现了队形的控制;进一步,将目标位置选择算法与基于全局信息的“禁忌搜索”优化算法的效果进行了对比。实验表明:本文的控制方法简单,生成的航迹图简洁、平滑,其效果与基于全局信息的优化效果接近,且可生成任意队形和对突发威胁能主动有效的规避。     

道路瓶颈前车辆强制变道汇流过程模拟研究

建立了基于车辆强制变道汇流行为的微观交通动力学模型,模拟分析了道路瓶颈影响下的交通流量、车道速度分布和时空图等3个宏观交通流特征和变道距离、行程时间等2个微观交通流特征。结果表明：瓶颈道路上任意截面的总流量均可表征道路的整体通行能力;中高车流密度下,道路瓶颈可使道路总流量降低10%~35%,并造成17%~42%的车辆行程时间延误;道路瓶颈对其上游相当长的区域内车辆具有减速效应;道路瓶颈前车辆强制变道距离的99分位值可以作为交通信息面板位置设定的依据。