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水下机器人基于侧线机理对目标感知方法的研究 被引量：3
1
作者 林兴华 武建国 +1 位作者 秦青 李为民 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期559-569,共11页
为实现自主水下机器人(AUV)对流场环境的感知,提高其环境自适应能力,根据鱼类侧线感知机理,对复杂流场环境中水下目标的感知方法进行研究。文章通过计算流体力学(CFD)对水下目标体(圆形、三角形和正方形)在均匀流场中产生的扰动流场进... 为实现自主水下机器人(AUV)对流场环境的感知,提高其环境自适应能力,根据鱼类侧线感知机理,对复杂流场环境中水下目标的感知方法进行研究。文章通过计算流体力学(CFD)对水下目标体(圆形、三角形和正方形)在均匀流场中产生的扰动流场进行分析,提取一种流场环境中确定位置处的压力信号作为识别信息数据库,训练并建立支持向量机(SVM)模型。通过采集不同位置和不同流场环境中的流场信号对目标体的种类进行识别,结果表明采用8阶及以上的多项式核函数,可以对不同流场环境中的目标体种类进行有效识别,侧线相对目标体的位置对识别精度影响不大;同时通过侧线压力系数波形中的特征值,对目标体的位置进行定量分析,得到不同目标体的位置定位公式,并对其适用的流场环境范围进行了限定说明。结果证明,所提出的基于流场信息进行水下目标感知的方法具有可行性,为了解侧线作用机理和工程化应用提供了一种新思路。 展开更多
关键词 支持向量机 侧线系统 流场感知 数值模拟 目标识别
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车辆队列行驶的空气动力学性能研究进展 被引量：1
2
作者 秦青 刘学龙 +1 位作者 王海洋 王晓鸣 《汽车实用技术》 2022年第8期188-204,共17页
车辆队列行驶技术作为智能交通系统中的重要组成部分,在节能减排、优化交通状态、提高行驶安全等方面具有重大意义。优化车辆队列行驶的空气动力学性能,是提高其节能减排作用的重要手段之一。文章详细总结了车辆队列行驶的空气动力学研... 车辆队列行驶技术作为智能交通系统中的重要组成部分,在节能减排、优化交通状态、提高行驶安全等方面具有重大意义。优化车辆队列行驶的空气动力学性能,是提高其节能减排作用的重要手段之一。文章详细总结了车辆队列行驶的空气动力学研究内容,根据影响队列空气动力学性能因素的不同,将其分为队列内部因素(车与车)和队列外部因素(车与环境),其中,队列内部因素阐述和分析了车辆造型、速度、车辆数目、间距及队列形式对整体的气动性能影响;队列外部因素阐述和分析了自然环境和道路环境对整体气动性能的影响,同时梳理了每种因素的发展与研究现状。最后总结了车辆队列行驶中空气动力学研究的关键技术和发展趋势,为将来队列行驶的推广应用提供理论基础。 展开更多
关键词 车辆队列行驶 空气动力学 群智能算法 流场感知
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基于侧线感知机理对水下三角形干扰源感知方法的研究 被引量：1
3
作者 林兴华 武建国 +2 位作者 王晓鸣 张敏革 刘海涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期240-248,共9页
为提高自主水下机器人(Autonomous underwater vehicle,AUV)的环境自适应能力,基于侧线感知机理,对水下目标进行形态识别和位置定位方法的研究。采用数值模拟的方法对流场中等边三角形的流场结构进行研究,提取"侧线"上的压力... 为提高自主水下机器人(Autonomous underwater vehicle,AUV)的环境自适应能力,基于侧线感知机理,对水下目标进行形态识别和位置定位方法的研究。采用数值模拟的方法对流场中等边三角形的流场结构进行研究,提取"侧线"上的压力信号作为形态识别信息,训练并建立支持向量机(Support vector machine,SVM)识别模型。采用二步网格寻优的方法对SVM模型中的惩罚因子C和核函数参数g进行优化,模型测试表明,基于压力系数的时域波形结构可以对干扰源的形态进行辨识。通过提取压力系数波形中的特征值,对相对检测距离进行分析和拟合,结果表明利用压力信号的振幅,可以有效地计算出干扰源的相对位置。因此证明利用压力信号和SVM的方法,可以对水下目标进行识别和定位,为提高AUV的环境自适应能力提供了一种新思路。 展开更多
关键词 侧线系统 支持向量机 流场感知 数值模拟 目标识别
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仿生水动力学柔性传感器件与系统的研究进展
4
作者 马治强 公正 +5 位作者 何其沛 刘公超 盛天宇 胡晓禾 张德远 蒋永刚 《功能材料与器件学报》 CAS 2021年第4期292-303,共12页
海洋生态环境监测亟需高灵敏度的柔性流场感知器件与系统。物竞天择,生物已经进化出了各种各样性能优异的流场感知器官,为我们开发柔性流场感知器件提供了灵感的源泉。本文综述了以鱼类侧线、海豹胡须、鳄鱼圆顶感受器等为代表的水下生... 海洋生态环境监测亟需高灵敏度的柔性流场感知器件与系统。物竞天择,生物已经进化出了各种各样性能优异的流场感知器官,为我们开发柔性流场感知器件提供了灵感的源泉。本文综述了以鱼类侧线、海豹胡须、鳄鱼圆顶感受器等为代表的水下生物流场感知器官,介绍了其感知原理及其功用。随后,本文介绍了仿生流速传感器、压力传感器及涡流传感器等水下柔性流场传感器件与系统,以及其在水下航行器流场分析和水生生物可穿戴方面的应用。最后,本文讨论了仿生柔性流场传感领域的技术瓶颈与发展趋势,并展望了其在水下流场智能分析的应用前景。 展开更多
关键词 仿生学 水动力学 柔性电子 流场感知
原文传递
基于流场感知的小型飞行器姿态控制
5
作者 朱苏朋 符文星 +1 位作者 杨军 孙文桃 《导航定位与授时》 2020年第6期131-137,共7页
小型飞行器由于外形尺寸等限制很难实现理想的姿态控制,而自然界中的鸟类却可以完成高质量的飞行,原因是它们能够获得自身周围的气流信息。受这些自然现象的启发,设计了一个基于流场感知的小型飞行器姿态控制系统。通过流场感知的气流信... 小型飞行器由于外形尺寸等限制很难实现理想的姿态控制,而自然界中的鸟类却可以完成高质量的飞行,原因是它们能够获得自身周围的气流信息。受这些自然现象的启发,设计了一个基于流场感知的小型飞行器姿态控制系统。通过流场感知的气流信息(压力和剪应力)可以计算出气动力和力矩。建立了一种小型飞行器的非线性三轴姿态动力学模型,将力矩信息引入姿态运动,然后利用非线性模型预测控制来设计姿态控制器。与传统的控制方法相比,这种新型控制方法不需要从气动实验获得的先验信息,所用的参数都是由在线测量得到的数据计算得出的,因此能及时感知外界环境变化并减少响应时间。仿真结果表明,该控制方法可以提高小型飞行器在复杂流场环境下姿态控制系统的性能。 展开更多
关键词 小型飞行器 姿态控制 流场感知 非线性模型预测控制
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水下仿生机器人集群节能关键技术综述 被引量：2
6
作者 赵荞荞 张立川 +1 位作者 刘禄 潘光 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期576-583,共8页
水下仿生机器人集群具有冗余性高、机动灵活、任务执行范围广等优势,可应用于水下环境信息收集、水下目标监测、资源勘探等领域。一直以来,能量消耗问题都是水下仿生机器人集群工程应用中重点关注的问题。大自然存在的生物集群运动现象... 水下仿生机器人集群具有冗余性高、机动灵活、任务执行范围广等优势,可应用于水下环境信息收集、水下目标监测、资源勘探等领域。一直以来,能量消耗问题都是水下仿生机器人集群工程应用中重点关注的问题。大自然存在的生物集群运动现象启发了水下仿生机器人集群节能运动关键技术的研究,从水动力和集群控制角度,对水下仿生机器人集群节能关键技术的国内外研究现状进行了论述,涉及生物集群运动的节能机理、水下仿生机器人流场信息感知和集群协同控制,分析和总结了水下仿生机器人集群节能关键技术发展趋势。 展开更多
关键词 水下仿生机器人集群 生物集群节能机理 流场信息感知 集群控制
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