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基于几何关系的无人机低空飞行冲突探测与解脱策略

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中国安全科学学报 2023年第5期33卷 112-120页

作者：岳仁田马赵飞中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为保障多旋翼无人机(UAV)在低空空域的飞行安全,提出一种UAV低空飞行冲突探测模型和冲突解脱策略。首先,根据UAV当前的广播式自动相关监视(ADS-B)数据,使用基于交互式多模型容积卡尔曼滤波算法(IMM-CKF)预测下一阶段的航迹,筛选出潜在... 详细信息

为保障多旋翼无人机(UAV)在低空空域的飞行安全,提出一种UAV低空飞行冲突探测模型和冲突解脱策略。首先,根据UAV当前的广播式自动相关监视(ADS-B)数据,使用基于交互式多模型容积卡尔曼滤波算法(IMM-CKF)预测下一阶段的航迹,筛选出潜在的冲突对象;其次,根据飞行保护区的特点,构建双机的轴对齐包围盒(AABB);然后,使用三维碰撞检测模型判断双机是否发生冲突,提出同向同角度(SOSA)飞行冲突解脱策略;最后,构造4种常见的冲突场景,利用所提算法检测飞行冲突,分情况采用SOSA组合解脱策略和传统解脱策略(如调高法、调向法、调速法)解脱飞行冲突。结果表明:采用基于AABB包围盒的飞行冲突检测方法可在0.02 s内快速检测冲突,采用SOSA组合解脱策略较传统解脱策略可以将绕飞增加距离减小至小于直飞距离的5%。该冲突探测方法实时性较强,解脱策略操作复杂度较低,且在冲突解脱过程中支付距离花费较小。

关键词：几何关系无人机(UAV) 低空飞行冲突探测解脱策略同向同角度(SOSA)

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给定前缘线平面形状的密切锥乘波体设计方法

力学学报 2019年第4期51卷 991-997页

作者：刘传振白鹏王骥飞刘强中国航天空气动力技术研究院北京100074 西北工业大学航空学院西安710072

乘波体因其高超声速阶段的高升阻比性能成为目前研究的热点,但其本身的诸多性能缺陷限制了其在工程中的实际应用.密切锥乘波体设计是目前应用较广的乘波体外形设计方法,具有较高的灵活性和生成效率.本文以弥补乘波体性能缺陷,提高乘波... 详细信息

乘波体因其高超声速阶段的高升阻比性能成为目前研究的热点,但其本身的诸多性能缺陷限制了其在工程中的实际应用.密切锥乘波体设计是目前应用较广的乘波体外形设计方法,具有较高的灵活性和生成效率.本文以弥补乘波体性能缺陷,提高乘波体设计灵活性为目的,拓展了密切锥乘波体设计方法,推导设计方法中激波出口型线、流线追踪起始线与平面形状轮廓线之间的几何关系,并使用一个微分方程组给出了具体的数学表达,奠定了定平面形状乘波体设计的理论基础.通过介绍此微分方程组的数值求解过程,并分析应用此关系的注意事项,本文提出了给定前缘线平面形状的密切锥乘波体设计方法.根据此设计几何关系,以渐变前缘、弯曲前缘和双后掠等为例生成定平面形状乘波体外形,结合计算流体力学方法分析这几类外形的流场,通过流场分布与设计曲线的比较,说明通过此方法设计得到的乘波体外形保持了高超声速状态的乘波特性,并可以方便的控制平面形状,为提高乘波体的设计灵活性、改善性能缺陷提供了新的途径.

关键词：密切锥乘波体几何关系定平面渐变前缘

Algebraic encoding scheme for aperture 3 hexagonal discrete global grid system

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Science China Earth Sciences 2018年第2期61卷 215-227页

作者： BEN Jin LI YaLu ZHOU ChengHu WANG Rui DU LingYu Institute of Surveying and Mapping Information Engineering University State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System Institute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of Sciences College of Earth Science and Surveying Engineering China University of Mining and Technology (Beijing)

Discrete Global Grid Systems(DGGSs) are spatial references that use a hierarchical tessellation of cells to partition and address the entire globe. They provide an organizational structure that permits fast integration between multiple sources of large and variable geospatial data sufficient for visualization and analysis. Despite a significant body of research supporting hexagonal DGGSs as the superior choice, the application thereof has been hindered owing in part to the lack of a rational hierarchy with an efficient addressing system. This paper presents an algebraic model of encoding scheme for the Aperture 3 Hexagonal(A3H) DGGS. Firstly, the definition of a grid cell, which is composed of vertices, edges, and a center, is introduced to describe fundamental elements of grids. Secondly, by identifying the grid cell with its center, this paper proves that cell centers at different levels can be represented exactly using a mixed positional number system in the complex plane through the recursive geometric relationship between two successive levels, which reveals that grid cells are essentially special complex radix numbers. Thirdly, it is shown that through the recursive geometric relationship of successive odd or even levels, the mixed positional number system can also be applied to uniquely represent cell centers at different levels under specific constraint conditions, according to which the encoding scheme is designed. Finally, it is shown that by extending the scheme to 20 triangular faces of the regular icosahedron,multi-resolution grids on closed surfaces of the icosahedron are addressed perfectly. Contrast experiments show that the proposed encoding scheme has the advantages of theoretical rigor and high programming efficiency and that the efficiency of cross-face adjacent cell searching is 242.9 times that of a similar scheme. Moreover, the proposed complex radix number representation is an ideal formalized description tool for grid systems. The research ideas introduced herein can be used to create a u

关键词：子系统六角形代数学编码分离数字系统几何关系二十面体

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沉积盆地走滑构造的力学机制和变形特征

地质论评 2022年第5期68卷 1729-1742页

作者：陈书平柳钧译勾琪玮袁浩伟油气资源与探测国家重点实验室(中国石油大学(北京)) 北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

走滑构造是地壳上最重要也是最复杂的构造之一,尽管经历了长期研究历史,但在其某些特征方面还存在着不确定认识。笔者等基于力学和脆性破裂理论以及安德森断层模式,分析了走滑构造的成因类型及相关构造的几何学特点。在总结走滑构造基... 详细信息

走滑构造是地壳上最重要也是最复杂的构造之一,尽管经历了长期研究历史,但在其某些特征方面还存在着不确定认识。笔者等基于力学和脆性破裂理论以及安德森断层模式,分析了走滑构造的成因类型及相关构造的几何学特点。在总结走滑构造基本特征的基础上,说明了沉积盆地中大型走滑构造是基底先存断层或薄弱面复活形成,局部有新生型的,提出了准摩擦滑动的概念。明确了直扭、压扭和张扭的含义,并将亚简单剪切应用于分析断层活动。细化了各种构造的发育顺序,讨论了不同性质构造的形成条件,强调了构造几何关系与走滑带应力性质的关系。归纳了花状构造形成的构造部位,明确了走滑构造带结构及其主控因素,并用于地表和地下走滑构造的识别。

关键词：走滑构造变形方式先存构造扭动方式构造顺序主控因素几何关系

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一种高速铁路轨道测点线路里程计算新方法

铁道标准设计 2024年

作者：李麒麟刘成龙谷思文杨雪峰西南交通大学地球科学与环境工程学院中铁第五勘察设计院集团有限公司

由于高速铁路轨道上各个测点的各项几何状态参数偏差计算均与该点的设计里程有关，因此要评价轨道的平顺性，必需要先计算出轨道上各个测点的里程，因此轨道上各个测点对应的里程计算是轨道测量及其平顺性评价的核心算法。计算实测点里... 详细信息

由于高速铁路轨道上各个测点的各项几何状态参数偏差计算均与该点的设计里程有关，因此要评价轨道的平顺性，必需要先计算出轨道上各个测点的里程，因此轨道上各个测点对应的里程计算是轨道测量及其平顺性评价的核心算法。计算实测点里程时采用在直线段或圆曲线段通过实测轨道点与直线或圆曲线线形间的几何关系求解，在缓和曲线段采用“分割逼近”法求解，简称为“几何法”。通过对某线路任意16个测点的计算，得到线路上任意轨道点计算里程与设计里程的最大较差仅为0.1mm，具有较高的准确性。该方法利用实测轨道点与其附近曲线控制桩点之间的距离、方位角等几何关系判断目标点在线路上的线形，避免人为判断与迭代求解的多值性问题，同时采用分割逼近法求解缓和曲线段上实测轨道点里程，避免“极值法”与“斜率法”的二次求导计算，仅需少量迭代便可求出最优解，几何关系清晰便于理解，也有利于编制程序实现，能够自动计算任意实测轨道点的里程，给高速铁路轨道测量工作带来较大便利。

关键词：高速铁路轨道测点线路里程几何关系分割逼近

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高分辨率卫星立体双介质浅水水深测量方法

测绘学报 2016年第8期45卷 952-963页

作者：曹彬才邱振戈朱述龙涂辛茹曹芳曹斌上海海洋大学海洋测绘应用研究中心上海201306 信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450000 宜宾职业技术学院电子信息与控制工程系四川宜宾644003

提出了一种基于高分辨率卫星多光谱立体像对的浅水水深测量方法。该方法利用多光谱近红波段消除太阳耀斑,以有理函数模型(RFM)构建测区原始DEM,通过水陆边界内插获得水面高程,并采用双介质近似折射改正模型消除目标点垂直坐标偏移。试... 详细信息

提出了一种基于高分辨率卫星多光谱立体像对的浅水水深测量方法。该方法利用多光谱近红波段消除太阳耀斑,以有理函数模型(RFM)构建测区原始DEM,通过水陆边界内插获得水面高程,并采用双介质近似折射改正模型消除目标点垂直坐标偏移。试验表明,本文的模型方法和处理流程在水面平静、底质纹理丰富的浅海岛礁水深反演中能取得优于20%的相对测深精度,可为浅水水深测量提供新手段。

关键词：高分辨率卫星影像双介质摄影测量水下地形折射改正几何关系精度

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平面几何题意理解研究

平面几何题意理解研究

作者：周蔚广州大学

学位级别：硕士

平面几何题意理解是自然语言处理和智慧教育领域中的重要研究问题,近年来逐渐成为了一个研究热点,在教育领域具有重要的应用前景。平面几何题意理解是类人解题及几何图形自动生成等领域的基础。与一般自然语言理解不同,几何题意理解对... 详细信息

平面几何题意理解是自然语言处理和智慧教育领域中的重要研究问题,近年来逐渐成为了一个研究热点,在教育领域具有重要的应用前景。平面几何题意理解是类人解题及几何图形自动生成等领域的基础。与一般自然语言理解不同,几何题意理解对题目信息获取的正确性、准确性和完整性具有更高的要求。几何题目表述的多样性问题是几何题意自动理解的重难点。现有的平面几何题意理解主要包括基于模板的方法及基于机器学习的方法,前者几何信息抽取准确率较高,但灵活性较低且召回率较低;后者适应性好,但准确率有限,容易造成错误传播。本文围绕平面几何题意理解展开研究,提出了基于三层表述规范化的平面几何题意自动理解方法,主要研究内容包括以下部分:(1)对几何题目表述多样性问题及几何信息特征分析。首先,对几何题目的表述多样性问题进行详细分析;其次,对几何实体和几何关系在题目中的表述特征进行多维度分析;然后,归类分析几何题目中几何关系的表述;最后,根据几何特征制定几何题目规范表示规则。(2)提出了几何题目的三层表述规范化方法。该方法将几何题目文本表述分为字词、单几何关系、复合几何关系三个层级。首先,通过规则实现字词层级文本规范化;其次,构建单几何关系的模板库,通过模板匹配生单几何关系的规范表述,实现单几何关系层级文本规范化;最后,通过对复合几何关系文本进行信息拆分、补全及修正,将其分解为多个单几何关系文本,进而实现复合几何关系层级文本规范化。该方法实现了几何题目的规范表示,解决几何题目表述多样性问题。(3)提出了基于三层表述规范化和Bi-LSTM CRF的几何实体及关系抽取方法。首先,通过几何题目规范化表述构造数据集;其次,构建基于Bi-LSTM CRF的几何实体抽取模型;接着,利用表述规范化的结果对模型抽取的几何实体进行融合并去重,并构建几何实体及其表述的字典,实现几何实体抽取;然后,通过匹配题目分句的规范表述确定实体关系的类型,并查询表述字典确定相应的几何实体,实现几何实体关系抽取。对928道平面几何题目进行几何题意理解测试,题意理解完全正确的题目共837题,成功率达90.194%,实验表明本方法很好地实现几何题意理解任务。

关键词：自然语言理解题意理解平面几何几何实体几何关系

同方学位论文库评论

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双介质摄影测量的折射改正方法

哈尔滨工程大学学报 2016年第11期37卷 1479-1484页

作者：曹彬才邱振戈朱述龙曹芳上海海洋大学海洋测绘应用研究中心上海201306 解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院河南郑州450000 宜宾职业技术学院电子信息与控制工程系四川宜宾644003

为了提高利用光学立体像对进行水下目标三维定位的精度,本文基于光线在空气和水体两种不同介质中的传播规律建立了光线折射改正模型。从航迹方向、航迹垂直平分线方向和普通情况三种角度讨论双介质摄影测量的几何关系,定量分析光线不严... 详细信息

为了提高利用光学立体像对进行水下目标三维定位的精度,本文基于光线在空气和水体两种不同介质中的传播规律建立了光线折射改正模型。从航迹方向、航迹垂直平分线方向和普通情况三种角度讨论双介质摄影测量的几何关系,定量分析光线不严格相交造成的平面误差,并推导双介质折射改正公式。利用近景摄影条件下的立体像对验证折射改正方法的正确性,结果表明在实验室条件下,双介质摄影测量的相对测深精度优于3.5%。

关键词：双介质摄影测量水下地形折射改正几何关系直接线性变换模型精度

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非时间参考下的移动机器人路径跟踪控制

控制工程 2020年第9期27卷 1531-1537页

作者：周仁芳刘晓峰蔡国平上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

本文针对轮式移动机器人路径跟踪控制问题,提出了一种基于非时间参考思想的控制方法。与经典的基于时间参考的控制方法不同,该方法采用由机器人当前位置和期望路径之间的几何关系确定的控制参考点设计路径跟踪控制器。由于在此方法中控... 详细信息

本文针对轮式移动机器人路径跟踪控制问题,提出了一种基于非时间参考思想的控制方法。与经典的基于时间参考的控制方法不同,该方法采用由机器人当前位置和期望路径之间的几何关系确定的控制参考点设计路径跟踪控制器。由于在此方法中控制参考点只和机器人与期望路径的相对位置有关,摆脱了时间因素的影响,从而克服了当移动机器人遇到停机或者轮胎打滑等突发事件时丧失跟踪能力的缺点。最后通过几种典型路径跟踪的数值仿真验证了该方法的有效性。

关键词：移动机器人路径跟踪非时间参考参考点几何关系