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高斯过程改进的鲁棒容积卡尔曼滤波及其组合导航应用

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电子测量与仪器学报 2021年第9期35卷 34-40页

作者：崔冰波吉峰孙宇魏新华江苏大学农业工程学院镇江212013

基于GNSS/INS的导航状态估计受状态可观测度影响较大,为提高陆地载体航向角的估计精度,提出了一种改进鲁棒容积卡尔曼滤波(RCKF)方法。首先采用免重采样采样点更新框架实现容积点更新与高斯矩信息的解耦,提高采样点实例化信息在迭代滤... 详细信息

基于GNSS/INS的导航状态估计受状态可观测度影响较大,为提高陆地载体航向角的估计精度,提出了一种改进鲁棒容积卡尔曼滤波(RCKF)方法。首先采用免重采样采样点更新框架实现容积点更新与高斯矩信息的解耦,提高采样点实例化信息在迭代滤波中的传播效率。其次基于状态可观测度分析,将高斯过程(GP)引入到系统模型矩估计积分不确定性的标定中,改善移动载体直线行驶条件下航向的估计精度。仿真实验表明,所提GP⁃RCKF算法能在状态可观测度较弱时显著改善航向角估计精度,航向角误差较RCKF改善28.9%。

关键词：组合导航容积卡尔曼滤波高斯过程状态可观测度

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机载非接触式近红外土壤墒情检测系统研制

农业工程学报 2022年第9期38卷 73-80页

作者：朱文静冯展康吴抒航梅红镇崔冰波魏新华骆骏良江苏大学农业工程学院镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 镇江市京口精以机电研发中心镇江212013

针对探针式土壤水分传感器插入土壤后因反馈点固定而需大量布点、成本高、破坏耕层等问题,该研究提出一种基于法布里-珀罗干涉近红外传感器的非接触式土壤墒情在线检测系统。系统硬件部分由机载自动检测装置、电气控制箱和北斗双天线实... 详细信息

针对探针式土壤水分传感器插入土壤后因反馈点固定而需大量布点、成本高、破坏耕层等问题,该研究提出一种基于法布里-珀罗干涉近红外传感器的非接触式土壤墒情在线检测系统。系统硬件部分由机载自动检测装置、电气控制箱和北斗双天线实时差分定位系统(Real Time Kinematic,RTK)组成。整套系统样机的试制包括:传感器的选型和模块设计封装、升降检测装置设计、传感器避障与采样点北斗定位、土壤含水量预测建模、软件中的二次开发和系统与润禾2ZBA-2型移栽机的集成等。田间试验结果表明:当移栽机以0.3m/s速度行进时,土壤水分传感器参比校准后进行土壤水分的测定,5 s内工控机上实时显示水分含量值,水分含量预测值与实测值的相对误差范围为0.18%~14.46%,平均相对误差7.77%,所测水分值结合北斗RTK系统测得的定位坐标生成土壤表层含水率分布图,为后续喷灌、滴灌等变量灌溉提供参考依据。

关键词：近红外无损检测土壤含水量智能农业装备

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CAN总线在多通道批量控制器中的应用

仪表技术与传感器 2013年第3期 102-104页

作者：万文略陈绘宇崔冰波重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054

随着自动化的发展,多处理器共同完成一个系统的任务成为了发展的趋势,多处理之间的数据交换也成为了研究重点。文中根据多通道批量控制器的数据传输要求,提出了基于CAN总线的多通道批量控制系统设计方案,描述了MSP430与SJA1000之间的硬... 详细信息

随着自动化的发展,多处理器共同完成一个系统的任务成为了发展的趋势,多处理之间的数据交换也成为了研究重点。文中根据多通道批量控制器的数据传输要求,提出了基于CAN总线的多通道批量控制系统设计方案,描述了MSP430与SJA1000之间的硬件连接,并结合传输数据的特点设计了基于CAN的应用层软件设计要点。实验表明:该通信系统性能稳定、可靠、基于较高的实用价值。

关键词： CAN总线批量控制器实时性 SJA1000

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高地隙施药机自主作业杆臂辨识方法研究

农机化研究 2024年第5期46卷 13-18,25页

作者：吴抒航魏新华崔冰波李国梁江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 上海上实现代农业开发有限公司上海202183

为改善高地隙施药机自动导航系统的可靠性,减少作业过程中的伤苗率、重喷及漏喷等现象,基于RTK-GNSS与INS的相对位置关系推导了因定位杆臂产生的位置及速度误差,并根据杆臂误差模型及INS误差模型,提出了一种基于GNSS/INS组合导航滤波的... 详细信息

为改善高地隙施药机自动导航系统的可靠性,减少作业过程中的伤苗率、重喷及漏喷等现象,基于RTK-GNSS与INS的相对位置关系推导了因定位杆臂产生的位置及速度误差,并根据杆臂误差模型及INS误差模型,提出了一种基于GNSS/INS组合导航滤波的杆臂辨识方法。通过仿真实验分析了影响杆臂辨识效果的因素,基于半物理试验平台对杆臂辨识效果进行验证。仿真结果表明:载体的直线运动对杆臂可观测度影响较小,但绕某一轴线的角运动可以增强角运动平面内的定位杆臂可观测度,且增大角速度可提高杆臂辨识的滤波收敛速度。仿真和半物理试验平台均表明:所提出的杆臂辨识方法可有效估计施药机子导航系统间的杆臂参数,设置仿真过程杆臂真值为[1m 2m 3m],辨识结果为[1.028m 2.047m 2.91m],辨识精度在95%以上;半物理试验平台卷尺测量的杆臂真值为[0.05m 0.2m 1m],辨识结果为[0.056m 0.18m 1.05m],辨识精度在88%以上,可靠性较高,能够替代工程应用中的手工测量,提高了导航系统定位精度。

关键词：高地隙施药机无人驾驶定位杆臂杆臂辨识

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时栅传感器在铣床数控改造中的应用

组合机床与自动化加工技术 2011年第11期 96-99页

作者：万文略胡德全崔冰波谢伟辉重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心重庆400054 五凌电力有限公司长沙410004

为了实现对普通铣床的数控化改造,采用时栅传感器作为位置反馈传感器,通过以ARM为微处理器的嵌入式系统实现对铣床的运动轴进行闭环控制。并为铣床的工作台增加了一个内部安装有圆时栅的数控转台。论文介绍了改造过程以及利用数控转台... 详细信息

为了实现对普通铣床的数控化改造,采用时栅传感器作为位置反馈传感器,通过以ARM为微处理器的嵌入式系统实现对铣床的运动轴进行闭环控制。并为铣床的工作台增加了一个内部安装有圆时栅的数控转台。论文介绍了改造过程以及利用数控转台加工直线、圆弧和椭圆的方法,并对其加工误差进行了分析。实践证明,改造后的铣床数控系统不仅提高了加工精度和效率,而且还提高了加工的灵活性。新型的时栅传感器为企业技术改造和数控加工系统的生产提供了一种高精度、低成本的解决途径。

关键词：直线式时栅传圆时栅传感器 ARM 嵌入式系统铣床数控改造

基于动态路径搜索的农机自动驾驶软件系统研制

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农机化研究 2022年第10期44卷 228-232,238页

作者：崔冰波魏新华吴抒航肖健明陈家璇廖伟锋江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013

为实现农业机械田间全路径自动驾驶,基于动态路径搜索算法研制了农业机械自动驾驶软件系统,以实现直线路径和转弯路径的统一导航决策与路径跟踪。为提高曲线路径参考点索引的准确性,引入路径动态搜索前视窗实现曲线路径参考点的大范围... 详细信息

为实现农业机械田间全路径自动驾驶,基于动态路径搜索算法研制了农业机械自动驾驶软件系统,以实现直线路径和转弯路径的统一导航决策与路径跟踪。为提高曲线路径参考点索引的准确性,引入路径动态搜索前视窗实现曲线路径参考点的大范围动态更新,搭建半物理试验平台对路径跟踪软件系统进行验证。测试结果表明:所研制系统满足农机田间全路径自动驾驶需求,将该系统用于泥泞田间拖拉机旋耕和深耕自动驾驶作业,平均速度约为0.9m/s时深耕直线跟踪误差小于0.36m,平均速度约为1.2m/s时旋耕直线跟踪误差小于0.16 m,动态索引点更新满足拖拉机自动驾驶跨行转弯需求。

关键词：农机自动驾驶路径跟踪导航决策动态路径搜索

几何路径跟踪组合算法及其农业机械自动导航应用

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智能化农业装备学报（中英文） 2023年第3期4卷 24-31页

作者：崔鑫宇崔冰波马振韩逸张建鑫魏新华江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013

农业机械自动导航是实现精准农业的有效途径,高精度路径跟踪控制是智能农机自主作业可靠性的重要保证。为提高不同路径曲率和初始误差条件下路径跟踪算法适应性,基于两种几何路径跟踪方法自适应切换提出一种几何路径跟踪组合算法。分析... 详细信息

农业机械自动导航是实现精准农业的有效途径,高精度路径跟踪控制是智能农机自主作业可靠性的重要保证。为提高不同路径曲率和初始误差条件下路径跟踪算法适应性,基于两种几何路径跟踪方法自适应切换提出一种几何路径跟踪组合算法。分析纯追踪和Stanley模型在U型路径跟踪中的稳态误差和收敛特性,在恒定速度下分别设置其最优几何路径跟踪参数,以跟踪误差和路径曲率为输入量设计路径跟踪方法切换逻辑,并采用往复式梭行路径对几何路径跟踪组合算法进行测试。搭建移动小车平台对所提算法有效性进行验证,跟踪结果表明当初始误差为2.5 m时,Stanley模型较纯追踪算法有更快的收敛速度,当直线和曲线路径作业速度为1.0 m/s和0.7 m/s时,纯追踪与Stanley具有相似直线段跟踪误差,但曲率突变时纯追踪和Stanley模型最大跟踪误差分别为12.0 cm及11.0 cm。路径跟踪组合算法有效减小曲率突变时路径跟踪误差,相同速度配置下梭行路径最大跟踪误差为9.0 cm,较纯追踪和Stanley分别减小25.0%和18.2%。几何路径跟踪组合算法减少前视距离和增益系数在线优化运算量与算法复杂度,可为复杂作业场景下农机自适应路径跟踪算法设计提供工程实现参考。

关键词：智能农业装备农机自动导航几何路径跟踪方法 Stanley模型纯追踪算法

考虑混凝土承剪和变截面效应的波纹钢腹板剪应力计算

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土木工程学报 2012年第2期45卷 85-89页

作者：李准华董萌崔冰中交公路规划设计院有限公司北京100088

传统的波纹钢腹板计算中,通常较保守地认为所有的竖向剪力均由外露于混凝土顶、底板部分的波纹钢腹板来承受,而忽略混凝土顶、底板参与抗剪的作用。但在变截面的波纹钢腹板梁桥中,特别是随着底板的加厚,这种忽略混凝土板参与抗剪的计算... 详细信息

传统的波纹钢腹板计算中,通常较保守地认为所有的竖向剪力均由外露于混凝土顶、底板部分的波纹钢腹板来承受,而忽略混凝土顶、底板参与抗剪的作用。但在变截面的波纹钢腹板梁桥中,特别是随着底板的加厚,这种忽略混凝土板参与抗剪的计算方法会使钢板剪应力值偏于保守,由此换算得到的水平抗剪连接件所需承受的水平剪力也相应偏大。本文基于材料力学公式,推导并介绍考虑混凝土顶、底板承剪后,变截面波纹钢腹板竖向剪应力和水平剪力的实用计算方法。

关键词：波纹钢腹板连续梁剪应力变截面

苏州蚕桑丝绸历史文化遗产数字化传承与发展现状浅析

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商展经济 2025年第1期 61-64页

作者：孙畅泽周晨蒋奇崔冰浩苏州市职业大学管理学院

苏州作为蚕桑丝绸生产和贸易的重要发源地，其产业不仅推动当地经济发展，还促进了文化的传承和交流。本文通过对苏州蚕桑丝绸产业的深入实践调研，结合现存历史文化遗产的利用典型展开具体分析，并提出相应建议。在分析过程中，本文侧... 详细信息

苏州作为蚕桑丝绸生产和贸易的重要发源地，其产业不仅推动当地经济发展，还促进了文化的传承和交流。本文通过对苏州蚕桑丝绸产业的深入实践调研，结合现存历史文化遗产的利用典型展开具体分析，并提出相应建议。在分析过程中，本文侧重整理归纳蚕桑丝绸在物质文化和非物质文化两方面的优秀项目的数字化建设做法，展示了该产业链的数字化传承与发展现状，以期为蚕桑产业提供相关借鉴和参考。

关键词：苏州蚕桑丝绸产业历史文化遗产数字化传承现状