基于GIS与约束条件下的最优路径规划研究

根据无人地面车辆自主导航的需求,提出一种给定任务点的约束条件下的最优路径实现方法. 首先基于地理信息系统（GIS）平台构建为车辆行驶提供先验信息的GIS数据库,并设计研究基于计算几何的路段匹配算法,同时结合A*算法进行全局路径规划. 然后根据无人地面车辆的运动特性和对路口识别的需求提出了新的路口模型,同时为保证无人地面车辆行驶轨迹的平滑性和对路口识别的精确性,对路口轨迹和U-turn轨迹进行了算法设计. 最后提出了动态重规划的行驶策略. 实际跑车实验证明了该设计算法的有效性.      

无人车硬件在环虚拟测试系统设计与验证

为了解决在验证无人车的智能行为时,实地道路测试中面临的诸多问题,如费时、经济性差、道路环境要求高,以及易受天气环境的影响等.通过设计无人车硬件在环虚拟测试系统以及虚拟现实的方式对无人车的智能行为进行测试,该系统包括虚拟交通环境、道路模拟、车辆动力学以及模拟车载传感器的感知4个部分,可满足在无人车测试时对不同的交通状况、...     

无人车大数据与云控制技术综述

无人车是指具有完全自主行驶能力并替代人类执行特定任务的智能车辆,在军用及民用领域都具有广泛应用前景,对国防安全建设与汽车产业发展都有着重要意义.近些年来,大数据与云控制技术的出现为各领域的发展提供了新的动能,成为推动智能交通与智慧城市建设的关键技术.本文首先综述了大数据技术的发展情况及其在车辆领域的应用现状,并以团队所研制的系列化功能型无人车为例,介绍了典型无人车的发展情况与关键技术的研究现状,阐述了无人车在军用、物流、巡逻、运输、接驳等国防和民用领域的应用前景.同时,基于团队所研制的无人车云大脑集群控制中心,展望了基于大数据与云控制技术的云端监控与控制技术在无人车领域的应用前景,阐述了其对无人车大规模产业应用的推动作用.      

三种未知环境中局部危险避规方法的分析与比较

以智能车辆在部分或全未知环境中局部危险避规为研究对象,以二维雷达和摄像机为传感器实时检测局部障碍物信息. 通过对比分析普通加权、粒子吸引、仿生学筛选方法在触须避规路径选择上的应用,不同方法在规划时间、最优性、平滑度因素对纯避障环境中安全行驶的影响,确定不同环境应用的方法,实车验证了三种算法的正确和有效性,在2010年中国智能车未来挑战赛的单项纯避障环境中,应用该三种算法在不同的环境条件下取得了很好的效果.     

基于异源信息融合的无人水面艇动态路径规划

为解决无人水面艇自主避碰决策中的动态路径规划问题,提出一种基于电子海图与雷达图像融合环境建模的改进人工势场动态路径规划方法.对电子海图中静态环境数据和动态雷达图像数据进行提取,采用Hausdorff距离匹配算法对异源信息进行融合,建立无人水面艇路径搜索空间的动态环境模型,并在动态感知环境信息的基础上,利用改进的人工势场法进行路径规划的仿真验证.仿真结果证明了基于电子海图与雷达图像信息融合的无人艇动态路径规划方法的合理性和有效性.     

无人车运动规划算法综述

回顾无人车运动规划问题.无人车的运动受微分约束,且运行环境既包括结构化的道路也包括非结构化的野地.根据具有阿克曼转向性质的车辆模型所具有的微分平坦性质,可以简化无人车的轨迹生成问题.相比直接轨迹生成法,路径-速度分解法更常用.回旋线、样条曲线、多项式螺旋线是使用较多的路径生成曲线.具有重要实用意义的两大类无人车运动规划算法分别是:以快速随机扩展树算法(RRT)为代表的基于采样的规划算法和以A*搜索算法为代表的基于搜索的规划算法.     

混合交通环境下逼近最优换道策略的 无人车驾驶模型

针对无人车在现实交通流中的驾驶行为以及车辆间相互影响机制还不明确的现状,提出逼近最优换道策略的无人车驾驶模型.结合无人车周围的交通环境,引入驾驶行为指标体系,利用层次分析法测算指标权值.基于欧氏距离与灰色关联分析的Topsis(Technique for Order Preference by similarity to an Ideal Solution)法建立驾驶行为决策模型来计算换道最优逼近值,代替随机换道策略驾驶模型中的随机概率值;建立逼近最优换道策略的无人车驾驶模型,利用美国洲际5号公路的实际交通数据对新模型进行数值仿真.结果表明:逼近最优换道策略的无人车驾驶模型明显优于随机换道的无人车驾驶模型,能够改善交通拥堵状况,提高整个道路车辆的行驶速度.     

交通动态信息系统的设计与实现原则

随着ITS（智能交通系统）技术的日益成熟,作为ITS主要内容的交通信息服务系统对实现动态交通诱导、缓解城市交通压力的作用也日趋重要。为此,国内外纷纷开展了依赖WWW基础、将图形化的GIS融合实时GPS浮动车数据的WebGIS在ITS上的应用研究。基于WebGIS的交通信息服务系统凭借其信息可视化、广泛的互操作性等众多优点,越来越得到重视。现在总结WebGIS网络化体系结构的演变和相应的关键技术的基础上,分析了交通信息的地图文件与属性数据组织方式,以实时GPS浮动车数据为基础,研究了基于道路附加属性的地图匹配方法等问题。     

水面无人艇环境感知技术及应用发展

 水面无人艇的环境感知能力是其执行任务的前提和基础。介绍了水面无人艇的发展现状，特别是近年来中国在无人艇领域的研发成果；总结了当前水面无人艇在本体状态感知和外界环境感知（主动式感知、被动式感知、融合式感知）领域的研究现状，分析指出各类环境感知技术的优势和不足。根据未来发展需求，提出基于水面无人艇的高精度水文信息反演、海-空协同观测、海洋中尺度现象观测、海洋军事信息搜集等环境感知技术和应用方向的关键技术。     

融合图像识别和VFH+的无人艇局部路径规划方法

针对水面无人艇在复杂海况下的局部避障问题,文中引入深度学习方法来处理视觉信息,提出了结合VFH+算法的水面无人艇的局部路径规划方法.首先利用对称的编码器-解码器结构的图像语义分割模型和Faster RCNN网络模型进行水面边界线检测及水面障碍物识别,构建水面无人艇环境模型;然后采用基于VFH+的局部路径规划方法,通过逐步构建主直方图、二元直方图和掩模直方图压缩环境数据,引入合理的代价函数来获取实现水面无人艇的有效避障方向规划.在MODD图像数据集上的仿真实验以及实船避障实验结果表明,该方法能有效地提取水面图像信息,并得到合理的局部路径规划策略,在10 kn航速下的避障轨迹平滑,可满足水面无人艇的自主避障需求.     

移动地理信息系统数据模型与3S集成关键技术

在掌上电脑硬件平台下，对地理信息系统（GIS）数据模型进行了研究．通过比较与分析，提出了一种面向对象的移动GIS数据模型，设计和实现了一个移动地理信息系统，探讨了系统设计和实现的关键技术，包括低内存环境下的大数据量组织与管理，与全球定位系统（GPS）、遥感等的集成技术，构建了一个可支持数据移动采集、定位与导航、多源数据融合等应用的集成应用服务环境．在上海某区进行试验，结果表明所提出的移动GIS数据模型和构建的集成服务环境具有较好的高效性与实用性．     

一种新型变形轮行走机构研究

针对无人地面车辆的功能和对行走机构的要求,提出了一种变形轮行走机构设计方案.在阐述机构原理与特点的基础上,基于有限元理论,分析了行走机构的关键部件———变形轮圈的弹性特性,并对接地压力进行了仿真分析与计算,最后对演示模型进行了行走试验.结果表明,该设计方案合理、可行,从而为无人地面车辆行走机构技术实施途径和新的行走机理研究打下基础.     

基于数据互操作的建筑信息模型转换与融合方法

建筑信息模型(BIM)与三维地理信息系统(GIS)的集成,能使BIM模型得到广泛应用。主要研究在ArcGIS的支持下,将Revit创建的模型数据通过过滤、转换,集成到现有的三维GIS系统,并实现对三维模型的加载、显示、属性查询、管理等功能。将不同领域的BIM和GIS数据融合,为深化多领域之间的协同应用,以及数字城市的建设、城市规划、室内导航等应用提供技术支持。     

基于消息互联的无人机平台协同导航方法

 协同导航作为无人机集群平台的新导航方式,可充分利用各无人机间的消息互联融合所有平台的量测信息获取整个系统的最优估计。针对分布式协同导航算法估计精度低的问题,提出3阶段的协同导航方法,利用绝对导航输出信息作为协同导航的初始值,将相对导航输出信息作为协同导航的量测信息,构建协同导航滤波器,将各平台解算出的结果反馈到各平台自身的绝对导航,进而获取到导航信息的全局最优估计。仿真结果表明：提出基于消息互联的协同无人机集群导航方法可有效估计各无人机的导航信息,相较于传统的导航定位系统以及协同导航方法,具有更高的抗干扰性和稳定性,更能适应不同的复杂环境。     

GIS信息资源的网络检索

空间信息必将成为全球未来信息资源的主体核心,对网络环境中信息资源分布与采集的研究更具有必要性,本文提供了GIS信息资源的网络导航。     

GPS信息实时标注系统的实现

多媒体旅游智能导航系统平台设计中需要第三方确定并显示GPS信息接收者的位置,基于这种要求提出一种将GPS、GPRS和GIS三种技术综合利用,实现GPS信息实时标注的方法.该方法通过GPS模块接收信息,GPRS网络作为传输渠道,MAPXTREME控件为图形平台.本文描述了系统的结构,并实现了其功能.     

船舶综合导航系统应用技术

船舶导航系统已发展为集成多种导航设备的多功能综合导航系统.为支撑系统的柔性集成,设计了开放式的综合导航系统体系结构.信息融合技术可解决信息过载问题,提高导航信息精度和可靠性.针对多传感器组合导航方式,设计了基于一种无重置联邦滤波器的导航信息融合方法.电子海图显示信息系统是综合导航系统的信息集成和监控中心,考虑航海作业与航行自动监控的需要,开发了多功能的电子海图显示信息系统应用软件,并通过相应的工程实验证明了系统的可行性.     

基于移动GIS和GPS集成的绿化调查关键技术

以掌上电脑为移动设备,采用GPS（全球定位系统）、RTK（实时动态定位）技术,实现了移动GIS（地理信息系统）和GPS的集成.对移动GIS空间数据组织、GPS采集数据的GIS表达、GPS坐标转换等关键技术进行了研究,提出了一种适合于移动环境的GPS坐标转换模型,利用最小二乘法进行了坐标转换参数的求取与平差.构建了应用于绿化调查的移动GIS和GPS集成系统,利用该系统对上海某区进行了绿化信息调查试验.结果表明,所提出的GPS坐标转换模型和所实现的绿化调查系统,在移动环境下具有较好的高效性和实用性.     

面向分布式GIS的多Agent系统模型

将Agent技术应用到分布式GIS的建设中来，分析了分布式GIS中Agent的分类与结构，设计和实现了一个面向分布式GIS的多Agent系统模型Geo-Agents，给出了其通讯模型、体系结构和分布模型，并探讨了它的应用：空间信息导航和空间决策支持系统。