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基于路径和算法的飞行器集群分布式相对定位

航空学报 2024年第4期45卷 213-227页

作者：赖玮清万九卿北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

根据飞行器集群中各节点的惯性测量以及节点间数据链给出的相对距离测量,利用集中式卡尔曼滤波可以实现集群节点间的相对定位,包括相对位置和相对姿态的估计。集中式算法将集群内全部数据汇聚到中心节点集中处理,系统的可扩展性和可靠... 详细信息

根据飞行器集群中各节点的惯性测量以及节点间数据链给出的相对距离测量,利用集中式卡尔曼滤波可以实现集群节点间的相对定位,包括相对位置和相对姿态的估计。集中式算法将集群内全部数据汇聚到中心节点集中处理,系统的可扩展性和可靠性受到制约。以信念传播为代表的分布式相对定位算法,通过集群各节点对局部信息的处理以及相邻结点间的信息交互,可实现节点间相对位置和相对姿态的全局估计。然而,在集群相对定位问题中,数据链拓扑包含大量环状结构,此时信念传播算法存在收敛性问题。本文提出一种集群相对定位分布式精确推理方法,可适用于任意集群拓扑结构。分别在高斯标准型和规范型描述下,设计集群各节点误差状态的分布式时间更新和量测更新算法,基于路径和原理给出标准型和规范型参数的分布式转换算法。在线性高斯模型假设下,本文方法等价于集中式卡尔曼滤波,可实现相对定位的最优估计。设计基于集群分解的分布式近似推理算法,进一步提升算法运行速度。在六自由度长航时仿真数据上的计算结果表明,基于路径和的分布式近似推理的相对定位精度与集中式卡尔曼滤波接近,明显优于现有的分布式高斯信念传播算法。

关键词：分布式推理相对定位信念传播路径和导航系统

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基于动态视觉传感器的无人机目标检测与避障

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 144-153页

作者：蔡志浩陈文军赵江王英勋北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对无人机在动态环境中感知动态目标与躲避高速动态障碍物,提出了基于动态视觉传感器的目标检测与避障算法。设计了滤波方法和运动补偿算法,滤除事件流中背景噪声、热点噪声及由相机自身运动产生的冗余事件;设计了一种融合事件图像和RG... 详细信息

针对无人机在动态环境中感知动态目标与躲避高速动态障碍物,提出了基于动态视觉传感器的目标检测与避障算法。设计了滤波方法和运动补偿算法,滤除事件流中背景噪声、热点噪声及由相机自身运动产生的冗余事件;设计了一种融合事件图像和RGB图像的动态目标融合检测算法,保证检测的可靠性。根据检测结果对目标运动轨迹进行估计,结合障碍物运动特点和无人机动力学约束改进速度障碍法躲避动态障碍物。大量仿真试验、手持试验及飞行试验验证了所提算法的可行性。

关键词：事件相机事件滤波运动补偿融合检测速度障碍法

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面向无人驾驶车辆的行车安全场模型构建方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1375-1383页

作者：谢楚安任羿杨德真冯强孙博王自力北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100191

针对全面系统评价无人驾驶车辆行车安全方法欠缺的问题,提出一种改进的无人驾驶车辆行车安全场模型。考虑无人驾驶车辆复杂道路因素,人工智能(AI)系统感知、决策、控制3大模块的特性对无人驾驶车辆行车安全的影响,基于胡克定律,建立动... 详细信息

针对全面系统评价无人驾驶车辆行车安全方法欠缺的问题,提出一种改进的无人驾驶车辆行车安全场模型。考虑无人驾驶车辆复杂道路因素,人工智能(AI)系统感知、决策、控制3大模块的特性对无人驾驶车辆行车安全的影响,基于胡克定律,建立动态势能场及安全行为场相结合的无人驾驶车辆行车安全场数学模型,以此表征道路上静止物体、运动物体与AI系统自身等因素造成的行车风险。结合典型行驶场景的行车安全分析验证所提模型的正确性和可用性。

关键词：无人驾驶车辆行车安全场风险行车安全评价动态势能场

多约束条件下四旋翼机动轨迹跟踪一体化控制方法

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 48-60页

作者：王英勋李欣蔡志浩赵江北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

四旋翼无人机高动态飞行需求的增加使其成为一个越来越热门的研究主题。针对四旋翼执行废墟裂缝和树林缝隙穿越任务时的大机动轨迹状态跟踪控制问题,提出基于模型预测控制的一体化控制方法,包含多约束条件下的高机动轨迹规划和多参考状... 详细信息

四旋翼无人机高动态飞行需求的增加使其成为一个越来越热门的研究主题。针对四旋翼执行废墟裂缝和树林缝隙穿越任务时的大机动轨迹状态跟踪控制问题,提出基于模型预测控制的一体化控制方法,包含多约束条件下的高机动轨迹规划和多参考状态量的一体化跟踪控制,并通过飞行试验验证了所提方法相比前馈PID控制方法在跟踪规划的高机动轨迹时的优越性能。在飞行试验中,四旋翼成功穿越了60°滚转角的窄框,其实际滚转角达到60°大角度的同时,z轴误差仅为0.065 m。

关键词：多约束一体化控制模型预测控制轨迹跟踪轨迹规划

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球面坐标下基于语义分层的知识图谱补全方法

应用科学学报 2024年第1期42卷 119-133页

作者：郭子溢朱桐林广艳谭火彬北京航空航天大学软件学院北京100191

大多现有知识图谱补全方法普遍忽略了实体间客观存在的语义层次差异,为解决该问题,提出一种在球面坐标系下基于语义分层信息的知识图谱补全(knowledge graph completion on semantic hierarchy in spherical coordinates, SpHKC)模型。... 详细信息

大多现有知识图谱补全方法普遍忽略了实体间客观存在的语义层次差异,为解决该问题,提出一种在球面坐标系下基于语义分层信息的知识图谱补全(knowledge graph completion on semantic hierarchy in spherical coordinates, SpHKC)模型。该方法将实体映射到球面坐标,位于不同球面的实体处于不同语义层级,球的半径越大,该球面上的实体所位于的语义层级越低。而关系则被建模为一个球面的实体向另一实体(位于相同球面或不同球面)的移动,包含旋转与定位操作,以处理实体语义层级异同的两种情况。球面坐标的极角和方位角也给予实体更丰富的表达形式。实验表明,SpHKC与当前主流方法在FB15k-237和WN18RR数据集上的效果基本持平,并且它在YAGO3-10数据集的平均倒数排名(mean reciprocal ranking, MRR)、Hits@10等重要指标上比相关研究的最新算法稳定提升约1%,证明了语义分层信息的有效性。

关键词：知识图谱知识图谱补全知识图谱嵌入语义层级信息语义分层结构球坐标

斜坡限制域对脱体火焰宏观形状和燃烧振荡影响实验研究

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推进技术 2024年第5期45卷 107-116页

作者：宋恒韩啸张弛林宇震中国航空综合技术研究所北京100028 北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 北京航空航天大学先进航空发动机协同创新中心北京100191

燃烧振荡是贫油预混火焰中广泛存在的非定常过程,是燃烧室设计中必须避免的。其中,脱体火焰对降低氮氧化物排放有优势,但其燃烧振荡往往更加严重。本文在中心分级燃烧器中,通过实验方法研究了斜坡限制域对脱体火焰燃烧振荡的被动控制效... 详细信息

燃烧振荡是贫油预混火焰中广泛存在的非定常过程,是燃烧室设计中必须避免的。其中,脱体火焰对降低氮氧化物排放有优势,但其燃烧振荡往往更加严重。本文在中心分级燃烧器中,通过实验方法研究了斜坡限制域对脱体火焰燃烧振荡的被动控制效果。本文通过单反相机和高速摄像获取了火焰平均结构和瞬态图像,并通过相平均图像和本征正交分解研究了火焰动态演变过程。结果表明,当台阶高度为0 mm时,不同斜坡张角的斜坡限制域均能对燃烧振荡起到非常显著的抑制效果。而在30°斜坡张角的斜坡限制域中,随着台阶高度的增加,抑制效果变差,但振幅相较突扩限制域发生了明显的降低。

关键词：燃烧室脱体火焰燃烧振荡被动控制斜坡限制域

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声衬声振响应及其对阻抗影响的实验研究

实验流体力学 2024年第1期38卷 57-66页

作者：邱世昊陈超李晓东北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191

声衬在高声压级声波激发下产生声振响应,刚性假设不再成立,其结构振动会对吸声产生一定影响。本文针对振动对声衬吸声的影响和声振响应开展实验研究,通过参数化研究,获得了不同工况和不同穿孔板几何参数下声振响应对声阻抗的影响规律。... 详细信息

声衬在高声压级声波激发下产生声振响应,刚性假设不再成立,其结构振动会对吸声产生一定影响。本文针对振动对声衬吸声的影响和声振响应开展实验研究,通过参数化研究,获得了不同工况和不同穿孔板几何参数下声振响应对声阻抗的影响规律。实验结果表明:穿孔板振动会导致声阻在结构共振频率处出现波峰或波谷,吸声系数出现“额外”的吸声波峰或吸声波谷;穿孔率和声压级的增大会减弱振动的影响,且存在一个临界穿孔率;穿孔板参数会影响高声压级下结构振动导致声阻变化的特征;在结构共振频率附近,小孔–面板速度相位差会发生突变,导致相对速度增大,吸声效果改变。

关键词：声衬声阻抗声振响应

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高校实施精准思政的内涵原则与推进路径研究

中国高等教育 2024年第2期 45-49页

作者：程波北京航空航天大学党委

精准思政是精准思维在思想政治工作中的有效运用,是高校深化“三全育人”成效,深入挖掘分析学生数据,对学生进行精准教育、管理和服务的育人方式。高校实施精准思政,要对精准思政的育人力量基础和信息技术支撑两个方面进行深入探究,持... 详细信息

精准思政是精准思维在思想政治工作中的有效运用,是高校深化“三全育人”成效,深入挖掘分析学生数据,对学生进行精准教育、管理和服务的育人方式。高校实施精准思政,要对精准思政的育人力量基础和信息技术支撑两个方面进行深入探究,持续优化高校精准思政的推进路径。

关键词：精准思政全员育人数据赋能

高校低年级党支部功能定位及建设路径研究——以北京航空航天大学为例

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北京教育（德育） 2022年第5期 17-21页

作者：李时宇丁丁宋晓东北京航空航天大学北航学院北京100191

加强高校低年级党支部建设是落实好新时代高校基层党组织工作的必然要求,是高校党建抓基层强基础的重要内容。由于低年级本科生党员数量少而申请入党学生、入党积极分子规模较大的结构性特点,低年级党支部如何建立和建设是当前高校学生... 详细信息

加强高校低年级党支部建设是落实好新时代高校基层党组织工作的必然要求,是高校党建抓基层强基础的重要内容。由于低年级本科生党员数量少而申请入党学生、入党积极分子规模较大的结构性特点,低年级党支部如何建立和建设是当前高校学生党建工作的难点之一。结合高校基层党建工作要求及低年级学生党建特点,低年级党支部建设应明确其功能定位,即学生思想引领前沿阵地、入党积极分子培养园地、基层党建创新实践高地。北京航空航天大学结合学校本科生培养模式改革和“一站式”学生社区综合管理模式建设,创新设置“一站式”学生社区功能型党支部,在低年级党支部设置路径、协同路径、制度路径等方面做出了一系列创新实践,可为高校低年级党支部建设提供参考。

关键词：高校党支部低年级功能定位建设路径