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自动驾驶中量子认知与决策问题研究

控制理论与应用 2022年第4期39卷 741-749页

作者：宋清源傅卫平王雯高志强周劲草郝大鹏西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 西安外事学院工学院陕西西安710077 西安航空学院理学院陕西西安710077

自动驾驶车辆对人类驾驶车辆和行人的意图估计及其相互作用研究是极其重要的,现有的研究不能很好的解释人类交通参与者的不确定因素和非理性行为,这对研究自动驾驶车辆在真实道路交通场景中运行形成了阻碍,本文基于量子理论和锚定效应,... 详细信息

自动驾驶车辆对人类驾驶车辆和行人的意图估计及其相互作用研究是极其重要的,现有的研究不能很好的解释人类交通参与者的不确定因素和非理性行为,这对研究自动驾驶车辆在真实道路交通场景中运行形成了阻碍,本文基于量子理论和锚定效应,针对自动驾驶车辆右转时与非机动车和行人交互场景,构建量子决策模型.仿真分析和数据集实验证明了在与人类交通参与者进行交互时,锚定效应下的量子决策模型可以考虑存在不确定性因素和非理性行为时进行加速或减速的决策,且相比于累积前景理论模型(CPT)更加贴合实际情况.

关键词：自动驾驶量子决策锚定效应非理性行为

介观双粗糙弹塑性流体动力润滑界面法向接触刚度模型

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摩擦学学报 2022年第4期42卷 657-668页

作者：高志强王双琦席云鹏傅卫平王雯彭丽霞西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048

弹性流体动力润滑状态通常出现在机械高副零部件的点/线接触部位,如齿轮、轴承和蜗轮蜗杆等.宏观上点/线接触在介观层面表现为两粗糙表面的接触,在微观层面上则又表现为微凸体间的接触.由于在中/重载荷作用下,粗糙表面上的微凸体发生接... 详细信息

弹性流体动力润滑状态通常出现在机械高副零部件的点/线接触部位,如齿轮、轴承和蜗轮蜗杆等.宏观上点/线接触在介观层面表现为两粗糙表面的接触,在微观层面上则又表现为微凸体间的接触.由于在中/重载荷作用下,粗糙表面上的微凸体发生接触后会产生弹塑性/塑性变形,从而使得两粗糙表面的弹流润滑接触转变为弹塑性流体动力润滑接触.此外,界面的接触刚度决定了机械装备的整机刚度.为了精确获得弹性流体动力润滑状态下界面法向接触刚度及其主要影响因素,基于界面的法向接触刚度由固体接触刚度和润滑油膜刚度两部分构成的思想,根据固体弹塑性理论和流体动力学理论,分别对界面间微凸体侧接触及部分膜流体动力润滑进行分析,从微观入手揭示双粗糙表面弹塑性流体动力润滑接触机理,进而建立考虑微凸体侧接触弹塑性变形的流体动力润滑界面法向接触刚度模型.通过仿真分析,揭示了法向载荷、卷吸速度、表面粗糙度及润滑介质特性等因素对润滑界面法向接触刚度的影响规律.研究表明:在相同速度、粗糙度及润滑油黏度的工况下,固体接触刚度和油膜接触刚度均随着法向接触载荷的增加呈非线性增大;在相同载荷、速度及润滑油黏度的工况下,接触表面粗糙度越大,表面形貌对于润滑状态的影响较强,固体接触刚度占界面总刚度的主要部分,界面主要由固体承载;在相同载荷、粗糙度及润滑油黏度工况下,随着卷吸速度的增大,固体接触刚度逐渐减小,油膜刚度占界面总刚度的主要部分;在相同载荷、粗糙度及速度工况下,随着润滑油黏度的增大,油膜刚度基本保持不变,固体接触刚度基本不受润滑油黏度的影响.通过理论建模准确获得单位面积弹塑性流体动力润滑结合面法向接触刚度,对改善机械装备动态性能、提高机械装备的可靠性具有重要的理论和实际意义.

关键词：介观层面双粗糙表面侧接触微凸体弹塑性流体动力润滑法向接触刚度

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自动驾驶汽车视野遮挡场景潜在风险评估

控制理论与应用 2023年第6期40卷 1023-1033页

作者：王登贵傅卫平周劲草高志强宋清源西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 西安外事学院工学院陕西西安710077

视野遮挡区域的潜在风险对自动驾驶汽车的行驶安全提出了极大挑战.面对难以准确有效地预测、评估潜在风险这一困难,本文提出了一种基于“知识图谱+逻辑推理+贝叶斯推理”的潜在风险评估方法,建立了潜在风险预判模型和潜在风险概率评估模... 详细信息

视野遮挡区域的潜在风险对自动驾驶汽车的行驶安全提出了极大挑战.面对难以准确有效地预测、评估潜在风险这一困难,本文提出了一种基于“知识图谱+逻辑推理+贝叶斯推理”的潜在风险评估方法,建立了潜在风险预判模型和潜在风险概率评估模型.潜在风险预判模型通过构建“城市道路驾驶场景知识图谱”描述了场景中实体与实体间的交互关系,并对场景描述信息进行语义转换,采用SWI-Prolog推理机推断当前场景是否存在潜在风险;潜在风险概率评估模型基于贝叶斯网络实现对潜在风险的概率评估.通过现场实验验证,所提方法对潜在风险的推理效果与人类驾驶员推理效果相似,甚至可弥补人类未及时推理出潜在风险的过失.方法适用于城市复杂道路交通,风险评估结果能为自动驾驶或辅助驾驶的行为决策提供有效依据,具有潜在应用价值.

关键词：自动驾驶汽车知识图谱贝叶斯网络逻辑推理潜在风险评估

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混合润滑状态下非高斯表面法向接触刚度研究

机械科学与技术 2023年

作者：高志强席云鹏彭丽霞傅卫平王雯王双琦西安理工大学机械与精密仪器工程学院

为了揭示混合润滑状态下表面形貌特征对接触特性的影响，针对微凸体高度非高斯分布粗糙表面在法向静载荷作用下的固-液接触问题展开研究。固-液接触结合面包括微凸体的固体接触和润滑介质的流体接触。对于固体接触部分，基于弹塑性固体... 详细信息

为了揭示混合润滑状态下表面形貌特征对接触特性的影响，针对微凸体高度非高斯分布粗糙表面在法向静载荷作用下的固-液接触问题展开研究。固-液接触结合面包括微凸体的固体接触和润滑介质的流体接触。对于固体接触部分，基于弹塑性固体力学对非高斯等效粗糙表面接触展开接触特性分析，建立了考虑微凸体弹塑性变形的非高斯粗糙表面法向接触刚度计算模型；对于流体接触部分，提出了一种考虑微凸体峰度/偏度分布影响的密闭油坑接触模型。通过仿真分析，揭示了法向压力、非高斯表面粗糙度参数及润滑油粘度系数对混合润滑固-液结合面法向接触刚度的影响规律，并对比分析了无润滑介质的固-固结合面和存在润滑介质时的固-液结合面法向接触刚度。研究表明：固-液和固-固结合面法向接触刚度均随着法向载荷的增大呈非线性增大，且固-液结合面相对固-固结合面的接触刚度略大；润滑介质粘度越大，接触刚度越大；非高斯分布的峰度和偏度对混合润滑结合面接触刚度具有显著影响，相对于零偏度分布的高斯分布表面，呈负偏度分布的非高斯表面通常具有较大的接触刚度；在轻载时，峰度对接触刚度的影响不容忽视。因此，通过改变接触表面峰度/偏度、增大法向载荷、提高润滑介质粘度，可有效改善混合润滑状态固-液结合面法向接触刚度。

关键词：机械结合面非高斯粗糙表面混合润滑固-液结合面接触刚度

基于行为动力学的智能机器人导航行为演化研究

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同方期刊数据库

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应用力学学报 2008年第1期25卷 66-70页

作者：杨世强傅卫平西安理工大学西安710048

运用非线性微分方程动力系统稳定性和分岔理论,通过行为状态变量定义了机器人奔向目标行为和避障行为两种行为模式;将两种行为相结合,与控制各行为权值的行为模式模型一起构成了基于动态方法的智能机器人行为动力学模型。分析了机器人... 详细信息

运用非线性微分方程动力系统稳定性和分岔理论,通过行为状态变量定义了机器人奔向目标行为和避障行为两种行为模式;将两种行为相结合,与控制各行为权值的行为模式模型一起构成了基于动态方法的智能机器人行为动力学模型。分析了机器人导航中行为状态变量及参数的演化规律,通过计算机实例仿真,验证了该方法应用于机器人导航的可行性。

关键词：智能机器人行为动力学稳定性

供应链系统的动力学与复杂性建模仿真问题研究综述

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系统仿真学报 2010年第2期22卷 271-279页

作者：王雯傅卫平西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

供应链系统的动力学和复杂性问题正在成为供应链设计、分析、优化和管理研究的一个热点。然而,相当多的研究侧重于定性的分析或简化的模型,而且不同领域的学者一般采用不同的理论和方法。通过对该领域相关研究文献的分析和归纳,在系统... 详细信息

供应链系统的动力学和复杂性问题正在成为供应链设计、分析、优化和管理研究的一个热点。然而,相当多的研究侧重于定性的分析或简化的模型,而且不同领域的学者一般采用不同的理论和方法。通过对该领域相关研究文献的分析和归纳,在系统科学、复杂性科学和非线性科学理论的基础上,总结出供应链系统动力学和复杂性研究的建模仿真理论和方法的基本框架以及这些理论方法的相互联系,力图为供应链系统的动力学和复杂性建模仿真问题提供系统的研究思路。

关键词：供应链系统建模仿真复杂适应系统非线性动力学系统动力学离散事件仿真

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一种新的自主移动机器人主动式SLAM算法

系统工程与电子技术 2012年第11期34卷 2334-2338页

作者：王晓华傅卫平西安工程大学电信学院陕西西安710048 西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048

针对未知环境中运动的自主移动机器人的控制律与运动路径需要在同时定位与地图创建过程中同步产生的问题,提出了运用行为动力学与滚动窗口路径规划的同时定位与地图创建方法。应用行为动力学模型计算机器人运动速度和导航角,确定控制律... 详细信息

针对未知环境中运动的自主移动机器人的控制律与运动路径需要在同时定位与地图创建过程中同步产生的问题,提出了运用行为动力学与滚动窗口路径规划的同时定位与地图创建方法。应用行为动力学模型计算机器人运动速度和导航角,确定控制律,同时根据滚动窗口中信息进行定位与地图创建,并自主规划出可行路径,再将滚动窗口地图融合到全局地图中,实现机器人主动式同时定位与地图创建。仿真实验表明,在根据机器人任务而灵活设置单个或多个目标点的情况下,该方法能够实现机器人在自主运动的过程中有效地完成同时定位与地图创建任务,并通过相关性能指标验证了算法的有效性。

关键词：同时定位与地图创建行为动力学滚动窗口路径规划

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汽车防抱制动系统的周期解特性

应用力学学报 2002年第1期19卷 44-47页

作者：傅卫平方宗德赵治国西北工业大学西安710072

单轮防抱死制动系统 (ABS)可由二维分段非线性微分方程描述。在近似假设基础上 ,提出一种半解析半数值方法 ,分析这种系统的周期解及其稳定性 ,并给出参数对周期解特性的影响规律。数值模拟结果表明上控制边界阈值对周期、幅值和相位差... 详细信息

单轮防抱死制动系统 (ABS)可由二维分段非线性微分方程描述。在近似假设基础上 ,提出一种半解析半数值方法 ,分析这种系统的周期解及其稳定性 ,并给出参数对周期解特性的影响规律。数值模拟结果表明上控制边界阈值对周期、幅值和相位差影响最大 ,而 μ

关键词：汽车防抱制动系统非线性动力学周期解数值模拟半解析半数值法

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基于行为动力学的移动机器人安全导航方法

系统工程与电子技术 2014年第1期36卷 136-142页

作者：郝大鹏傅卫平王雯西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 西安航空学院理学院陕西西安710077

研究机器人行为动力学方法的导航问题,该方法在动态环境下存在碰撞危险。提出一种改进迭代最近点算法,可以在机器人导航过程中实时获取障碍物的位姿变化。根据位姿变化将障碍物分为静止障碍物、移动障碍物。结合环境信息的不完整性和运... 详细信息

研究机器人行为动力学方法的导航问题,该方法在动态环境下存在碰撞危险。提出一种改进迭代最近点算法,可以在机器人导航过程中实时获取障碍物的位姿变化。根据位姿变化将障碍物分为静止障碍物、移动障碍物。结合环境信息的不完整性和运动障碍物速度信息,提出可感知速度障碍物(perceivable velocity obstacles,PVO)概念,该概念定义的障碍物是机器人感知障碍物区域沿其相对运动方向膨胀得到的避障区域,是一种虚拟障碍物。将PVO作为障碍物应用于行为动力学方法完成机器人导航控制。所提出的改进方法在不改变原有行为动力学方法的基础上,增加了安全导航功能,简单易用。仿真实例证实,在动态环境下,改进的行为动力学导航方法比经典的行为动力学导航方法更加安全。

关键词：移动机器人安全导航行为动力学方法迭代最近点算法可感知速度障碍物