智能Kalman滤波在水下地形组合导航系统中的应用

为了避免现实环境的动态变化对水下航行器系统模型造成的随机干扰影响,保证水下航行器长时间导航精度的稳定性,提出了利用RBF神经网络辅助联邦Kalman滤波方法对SINS/TAN/DVL/MCP组合导航系统进行信息融合。给出了各子导航系统的误差模型,通过足够精度的样本对前向神经网络进行离线训练,建立神经网络控制模型。仿真结果表明,该方法可使水下航行器的系统状态在较短的时间内以较高的精度达到稳定。通过与联邦Kalman滤波结果对比表明,采用智能控制方法辅助的信息融合方式的导航定位精度提高了一倍,能有效提高常规联邦Kalman滤波器的自适应能力,达到减小误差,提高精度的目的。     

暴雪后公交候车亭顶棚坍塌事故的力学分析

2018年1月4日,合肥市普降暴雪,望江路沿线多座公交候车亭顶棚坍塌,造成多人受伤1人死亡的严重后果。本文首先通过合理简化,建立了候车亭棚体受力模型;然后,利用材料力学组合变形理论,对棚体的立柱、连接件和顶棚开展了受力分析,指出了连接件和立柱受到较大弯矩,为候车亭棚体中需要加强支护的部位;最后,通过事故分析,揭示了连接件尺寸过小和强度不足是导致此次顶棚坍塌事故的直接原因,亦说明了设计缺陷和施工质量不足是造成本次坍塌的根本所在。研究结论,对公交候车亭的优化设计、施工和安全管理具有非常重要的指导意义,为避免此类坍塌事故的再次发生提供了重要的借鉴。     

一种微型无人机单目视觉SVO/INS组合导航方法

针对未知环境中微型无人机自主导航问题,提出一种单目视觉SVO/INS组合导航算法。使用半直接视觉里程计(SVO)作为视觉里程计前端,首先对SVO的初始化模块、关键帧选择及跟踪失败处理策略进行了重新设计,实现了SVO在摄像头前视场景中的应用。之后,设计了误差状态卡尔曼滤波器,基于惯性测量单元的测量值进行状态预测,采用SVO的估计结果作为观测值进行状态更新。使用EuRoc数据集对所提算法进行验证,结果表明所提算法可实现对无人机的位置、姿态和速度以及未知尺度、惯性测量单元零偏、重力方向的估计。导航时间3 min位置估计误差为0.15 m,俯仰和横滚角估计误差小于0.5°,航向角估计误差小于1.2°。所提方法具有计算量小、实时性好的优点,适用于机载计算资源有限的微型无人机导航。     

惯性辅助的多段重合P码快速直接捕获方法

为满足复杂环境下快速高精度定位的需求,针对传统P码捕获方法存在信号检测概率与捕获速率低的问题,设计了多段重合折叠的P码处理方法,对本地码序列进行折叠预处理,有效增加了相同长度本地码的信息利用率,提高相关运算处理效率。提出惯性辅助多段重合折叠的P码直接捕获方法,采用惯性辅助信息缩小多普勒频率搜索范围,同时自动调整相关控制参数,实现高动态及弱信号环境下P码的快速捕获。仿真分析表明,此方法能有效提高了P码捕获效率,尤其在高动态状态下能有效提高对卫星信号检测能力,在载噪比为30⁴0 dB·Hz的环境下,利用惯性辅助P码的方式能使捕获概率可提高10%,捕获时间可减少30%左右。     

基于INS/SMNS紧耦合的无人机导航

为了克服无人机惯性导航系统漂移误差累积的缺陷,提出了基于INS/SMNS紧耦合的无人机导航模式(INS/SMNS)。它利用INS提供的位置和姿态角信息分别完成对无人机的粗定位和航拍实时图像的几何校正,提高了SMNS的实时性和适配区景象匹配的精确度;同时,利用SMNS的高精度导航定位结果修正了INS的累积误差。通过INS与SMNS之间的优势互补,使得紧耦合INS/SMNS导航模式具有更好的实时性和精确性。仿真实验表明,紧耦合模式满足无人机规划航迹要求。     

组合化学在功能材料合成方面的应用

组合化学方法是当今材料科学和化学领域的研究热点。组合化学方法首先在新药的合成领域得到应用, 很快就以其合成周期短、合成的样品数量大、节约经费等诸多优点而拓展到功能材料的合成等其它领域。组合化学的方法有许多种, 按照反应相的不同可以分为液相中的组合合成法和固相中的组合合成法, 固相组合合成又可以根据所选用的掩模方式的不同而分为二分阴影掩模法、四分阴影掩模法、可移动百叶窗式掩模法等几种, 可以根据材料合成的实际需求加以选择。     

利用伪观测取代精密转台的原地旋转调制寻北

针对传统的多位置(如四位置)及旋转调制寻北法所需精密转位机构(如转台)带来的体积、重量、功耗和成本问题,提出了一种不依赖于精密机械旋转装置的原地寻北方法。借助基于惯性的组合导航算法,并利用惯性测量单元原地旋转(手动或自动)时位置和速度变化范围有限这一假设作为伪观测,实现与四位置法精度和效率相当的寻北。因为对伪观测的使用不需精确已知每一时刻IMU相对于底座的角度,故可从本质上消除对精密角度或角速度测量装置的依赖。大量(近100组)实测实验表明,在采用0.5(°)/h的光纤惯导时可在4 min内达到优于1°(1 sigma)的寻北精度。因此,可在寻北精度和时间相当的条件下,大大降低传统寻北方法对系统的硬件要求,降低寻北成本。     

后加混凝土-砌体组合结构简化计算模型研究

后加混凝土构件的加固方法是在原有砌体结构外部新增钢筋混凝土构件,形成一种新型的组合结构．本文提出了考虑连接节点的后加混凝土构件-砌体组合结构的简化理论计算模型,并推导了不同构件的等效计算公式．考虑均布分布荷载和倒三角分布荷载作用,对组合结构的变形、剪力分配进行计算分析．计算结果从定性方面验证了本文提出的简化计算模型的可行性和有效性．同时针对某实际工程进行理论计算,与三维空间模型在弹性阶段的计算结果进行对比,从定量方面验证了本文提出的简化计算模型的准确性．     

矩形弹性壳液耦合系统中的重力波分析

根据非线性动力学理论,建立了矩形壳液耦合系统的非线性振动方程组,通过数值求解,发现当激振频率为壳体固有频率与重力波频率之和,且激振力足够大时,会产生大幅低频重力波,通过实验验证,发现了壳液耦合系统中存在的大幅低频重力波现象,实验结果与理论结果基本吻合。     

TERCOM地形高程辅助导航系统发展及应用研究

介绍了地形轮廓匹配（TERCOM）地形高程辅助导航系统的工作原理、系统组成和技术应用，分析了地形轮廓匹配算法的性能指标；着重介绍了地形轮廓匹配辅助导航系统中数字地图、地形相关适配性、匹配搜索算法、实测高程数据采集、组合导航、数字相关器等几项关键技术，有针对性地提出了基于地形信息熵的匹配区域选择、序贯相似度检测搜索（SSDA）、等间距高程数据采集、多组合导航等比较适用的解决方案和应用实例，并通过数据统计和分析进行了论证。