基于激光雷达的无人车路面附着系数估计

为获取无人驾驶决策规划和运动控制所需的路面附着系数,基于不同路面材质的激光雷达反射强度差异,设计了一种路面附着系数概率估计模型.首先,通过3σ(σ为标准差)准则进行地面激光点云的粗提取;然后,基于主成分分析法对粗提取的地面点云进行细提取;接着,利用期望最大法对地面点云的反射强度进行主成分提取,滤除噪声,获得地面点云的反射强度分布特征;最后,依据5种典型路面数据库,结合联合概率的思想,实现路面附着系数估计.     

SLAM中融合形状上下文和随机步进的图匹配数据关联算法

提出了一种在非确定环境下求解SLAM数据关联问题的图匹配算法. 算法建立了SLAM中数据关联的图论模型,对图模型节点提取了不依赖位置信息的形状上下文特征(shape context,SC),最后通过二次加权随机步进算法(reweighted random walks,RRW)得到图匹配问题的优化解. RRW&SC图匹配算法充分利用了路标间的拓扑结构关系以及路标间的形状结构,极大地扩展了数据关联时所依据的几何信息量. 仿真实验结果表明,与传统算法相比,该算法能有效处理SLAM中噪声干扰增加、机器人迷失、路标被动态遮挡等不确定程度高、歧义性大环境中的数据关联.      

一种优化的SLAM变电站复杂环境地图构建

针对变电站等复杂环境地图构建问题,分析对比了目前几种主流激光SLAM算法,以Cartographer SLAM作为研究基础,在此基础上提出了一种优化后的SLAM建图方案,该方法基于双2D激光雷达互相垂直的方法实现三维建图的新系统,具体实现是通过高精度校准方法标定两台2D激光仪的位姿关系,并对两组数据进行优化融合以获得高精度的三维数据,进而保证最终定位和建图的精度。用Ubuntu 16.04环境下进行了仿真和实验,实验结果表明上述方案具很好的有效性和可实施性。     

一种移动机器人SLAM中的多假设数据关联方法

针对移动机器人同时定位与建图(SLAM)中的局部数据关联问题,提出一种基于粒子滤波的多假设数据关联方法.该方法将数据关联问题转换成离散优化问题,利用多个粒子来维持多种数据关联假设,通过计算关联代价来获得粒子权重,用基本剪枝技术在粒子重采样过程中滤除错误的数据关联假设.研究结果表明:该方法弥补了经典的数据关联方法中关联假设一旦确定就不能修改的不足;与ICNN和JCBB数据关联方法相比,该方法能获得更正确的数据关联结果和更高的定位精度.     

GIS在无人车自主导航中的应用分析

根据复杂城市环境中无人车自主导航的应用需求,提出了基于具有强大信息存储与管理能力的地理信息系统（GIS）辅助无人车的定位导航方法,其中包括GIS数据库构建、地图匹配和路径规划等,实现了环境、交通等先验信息和实时信息的获取.基于本文设计的方法,IN2BOT无人车多次成功参加国家自然科学基金委主办的中国智能车未来挑战赛、陆军装备部的跨越险阻无人系统挑战赛,取得优异成绩.      

基于滑动窗口优化的激光雷达惯性测量单元紧耦合同时定位与建图算法

针对现有的激光里程计在面临室外大场景建图时,普遍会出现定位精度低、鲁棒性差的问题,本文提出一种16线激光和IMU惯性测量单元紧耦合的SLAM算法。首先对IMU进行估计位姿,通过线性插值矫正激光点云的运动畸变;接着通过曲率提取场景特征,并根据不同特征性质进行分类;然后利用帧间匹配模块在滑动窗口内构建局部地图;最后利用帧与局部地图匹配得到的距离和IMU数据构建联合优化函数。借助KITTI数据集和自行录制的园区数据集,对改进算法与主流的Lego-LOAM和同样使用紧耦合方案的LIO-Mapping进行分模块和整个系统的精度评定,实测结果表明,在符合里程计实时性的要求下,改进激光里程计精度高于Lego-LOAM和LIO-Mapping方案。     

自适应仓库值守机器人

为解决夜晚值班人员犯困的问题,设计具有自主避障、自适应构图、自主导航及定位等功能的可辅助值守人员巡逻的自适应仓库值守机器人.利用光电、陀螺仪、激光雷达等传感器进行感知,由搭载ROS(Robot Operating System)机器人操作系统的Intel5微处理器进行控制.采用开源设计模式,结合SLAM(Simulta...     

机载激光雷达测量技术及其在桂钦高速中的应用研究

针对环境较为恶劣、范围较广的测区条件下,传统测量手段效率低、自动化程度低、成本高的问题,以桂钦高速项目为例,提出了以机载激光雷达测量技术替代传统测量手段的方法,对其航线规划参数设置、点云数据采集及数据处理流程进行了较为系统全面的研究,并通过精度分析,验证了该方法满足1∶1 000比例尺DEM精度要求.     

激光雷达在大气探测中的应用研究进展

激光雷达具有高方向性、相干性、单色性以及体积小等特点,在大气探测、气象监测领域得到了广泛的应用。本文综述了激光雷达在大气探测中的最新研究进展和应用现状,认为激光雷达技术在该领域目前存在的主要问题是易受环境变化的影响,该技术未来将向着高精度、高性能和智能化方向发展。     

基于禁忌搜索的混沌蚁群算法在SLAM数据关联中的应用

为解决SLAM的数据关联问题,提出了基于禁忌搜索的混沌蚁群算法,利用蚁群算法的正反馈和并行搜索能力构建初始解并进行优化.在全局信息素更新时加入混沌扰动,以跳出局部极值,利用禁忌搜索算法的特性,扩大解的搜索空间,得到全局最优解.在无人机SLAM仿真环境下进行试验,仿真结果表明该方法极大地提高了数据关联率,该算法是有效可行的.     

RFID技术在移动机器人同步定位中的应用

提出了一种用于室内移动机器人的同步定位算法.该算法利用射频识别(RFID)系统,将RFID标签实现的无线传感器网络与SLAM算法结合,依据RFID阅读器获得的标签数据对机器人定位.实验证明:基于RFID系统的定位算法在2维环境中能有效地对机器人进行定位和跟踪.     

自主控制技术在箭射无人飞行器航迹控制中的应用研究

对箭射无人飞行器飞行控制系统进行设计,研究了自主控制系统的层级控制结构、规划与重规划技术以及智能控制器设计,并给出了自主航迹控制的模块化设计的流程图以及具体实现算法,在Matlab/Simulink下进行了仿真实验,其结果验证了层级控制结构下实现航迹自主控制的可行性.     

融合码盘和激光雷达的里程计与建图

提出了一种用于自动驾驶汽车的低漂移、低延迟的里程计与高精度建图的算法。该方法融合了多种传感器的测量结果，包括车轮编码器、转向盘转角编码器、激光雷达及可选GPS等的测量结果。里程计算法由车轮里程计和激光里程计组成：前者基于车辆运动学模型，高频、实时估计位姿增量，用于点云去畸变和为后者优化位姿提供可用的初值；后者以较低的频率估计车辆的精确位姿变化，以补偿前者累计的误差，其核心是一种基于角度度量的两阶段特征提取方法。建图算法基于因子图，包含激光里程计因子、回环因子和可选GPS因子，通过增量平滑和建图算法优化全局轨迹，在线生成全局地图，其中GPS因子能够自动对齐GPS坐标系和里程计坐标系，逐步融合GPS测量值，解除了算法初始化过程对于GPS的依赖。所提出的方法在自动驾驶汽车平台数据集上进行了评估，并和已开源的部分相关工作进行对比，结果表明它具有更低的漂移率，在本文进行的最大规模的测试中达到了0.53%。相关代码以开源形式供交流参考（https：//github.com/Saki-Chen/W-LOAM）。     

混合动力电动汽车能量管理技术研究综述

能量管理策略对于提高混合动力电动汽车的燃油经济性、保护系统的健康状态、以及减少温室气体排放具有至关重要的作用,但由于动力系统复杂的非线性结构以及在线应用的实时性要求,开发高效的能量管理策略仍是一项极具挑战性的任务. 为此,本文对能量管理技术的研究进展进行了全面的总结. 首先,综述目前混合动力电动汽车广泛采用的机电耦合系统,总结各类系统的拓扑结构与运行特点;其次,综合分析近年来能量管理策略的研究进展以及发展趋势;同时从最优性以及实时性等关键技术指标出发,评价各类方法的技术优势与不足,为进一步的工程应用提供参考;最后,展望能量管理技术未来的研究方向,希望为能量管理策略在智能网联环境下的发展提供借鉴.      

自动驾驶车辆智能性评价研究综述

围绕自动驾驶车辆智能性评价进行了深入的分析和总结.首先,对自动驾驶车辆智能性定义进行了综述和对比;之后,系统梳理了现阶段自动驾驶车辆智能性评价选取的评价指标;然后,按定性评价和定量评价两种方式对评价方法进行了整理和概述,并深入分析了不同评价方法的应用特点和局限;最后,就自动驾驶车辆智能性评价的进一步发展提出了若干研究方向的展望.     

自动驾驶汽车人机交互信任影响机制

为探讨人们对自动驾驶汽车(autonomous vehicles,AVs)是否信任的影响因素及其作用机制,从信息内容、信息载体、信息通道、系统透明度、技术能力和情况管理6个角度设计了AVs人机交互信任模型.采用结构效度、聚敛效度、区分效度的验证性因子分析、中介效应分析及路径分析对结构方程模型进行拟合检验.研究发现:信息通道、系统透明度和信息载体对于自动驾驶信任影响显著;信息内容、信息载体和信息通道不仅对AVs人机交互信任直接产生影响,还通过系统透明度这一中介变量对AVs人机交互信任产生影响.     

自动驾驶车辆的变步长路径跟踪控制

为提高自动驾驶车辆路径跟踪控制的稳定性并保证实时性,设计变步长模型预测控制器.通过变步长对预测时域进行分级,引入道路曲率及侧偏角约束,采用CVXGEN进行优化求解.通过Carsim和Matlab/Simulink联合仿真,对文中方法进行验证.结果表明:变步长模型预测控制器既能保证较好的跟踪效果,又能确保车辆行驶的稳定性.     

自动驾驶路测融合度建模与分析

选取5个指标构建评价指标体系,然后采用皮尔生长曲线函数和负指数函数对正向指标和逆向指标进行标准化,并利用专家打分和层次分析法量化各指标权重,最后建立自动驾驶路测融合度模型。对基于上海市2类城市道路场景和1类高速公路场景的自动驾驶路测实测数据与仿真结果开展案例分析,验证路测融合度模型的合理性和有效性。结果表明：无论对于城市道路场景还是对于高速公路场景,避险脱离率是表征自动驾驶车融入到现有道路交通系统程度的最重要指标;高速公路场景下的自动驾驶路测融合度显著高于城市道路场景下的自动驾驶路测融合度;加大自动驾驶测试里程、测试时长和测试场景复杂度,可以促进自动驾驶技术的成熟。     

智能水下机器人协同仿真框架研究

摘要： 针对水下机器人仿真的实际应用,引入协同仿真技术,提出了水下机器人协同仿真框架和配套的开发方法.阐述了该平台的体系结构和信息流程,对运动控制的协同仿真模型进行了说明,在建立的仿真系统中进行了远距离蔽障航行、目标探测与识别和管道跟踪半实物仿真实验.实验表明,协同仿真框架能够完成各种不同软件环境的异构仿真模型之间的协同工作,克服了单一模型难以精确描述非线性关系的问题,在一定程度上提高了仿真的可信度.