足球现场比分 移动性

现实世界中有许多场景需要移动性。跨学科团队 足球比赛结果解决空中、陆地甚至水下的研究挑战。

空气

每个人都听说过无人机。一些媒体的态度是险恶的。但这些无人 通过远程控制自主运行的飞行器可以飞到人们想去的地方 不能或不愿冒险——桥下、涵洞内、又深又窄的地方 轴——携带传感器，传输有关条件和关键信息的信息 这些系统的需求。

科林·布鲁克斯，高级研究科学家密歇根理工学院(MTRI)，使用无人机或无人驾驶飞行器 (UAV) 领导大学的工作 帮助联邦和州机构开发更安全、更有效、成本更低的方法 监控交通基础设施。

使用高分辨率航空图像来了解地面状况没什么意义 布鲁克斯指出，这是新的。 “现存最古老的航拍照片是 1860 年拍摄的波士顿， 从系留气球上取下来，”他解释道。 “我们只是让数据收集更快， 更轻松、更安全、更详细地快速了解我们的交通基础设施。”

布鲁克斯，专门研究遥感技术和地理信息系统 (GIS)，领导 Tech 的无人机运输研究团队，其中包括 Rick Dobson， Thomas Oommen、Tim Havens、Tess Ahlborn、Kuilin 张和 Amlan Mukherjee。

MTRI 部署了五种主要无人机：Bergen 六轴飞行器、较重的 Bergenquad-8 系统、 DJI Mavic Pro、DJI Phantom 3 Advanced 和 Mariner 2 防溅防水系统。 六轴飞行器平台主要用于收集高分辨率 3D 光学和 桥面、建筑工地和道路走廊的热数据。较大的卑尔根 quad-8系统，有四对转子，用于承载更大的传感器和传感器 组合起来。 Mariner 2 Splash 可以在水中着陆和起飞，帮助 检查水上桥梁的底部。 Mavic Pro和Phantom 3A较小 四轴飞行器系统。两者都可用于获取交通运营数据、成像 难以到达的地点，并提供现场文档照片。

最近，足球比赛结果团队将无人机技术纳入密歇根系 运输部 (MDOT) 的日常运营。五座桥梁，三条道路走廊， 对一个建筑工地进行了分析，产生了七份有据可查的标准化报告 基于无人机图像的地理空间输出。该团队向 MDOT 展示了如何使用光学、 用于走廊评估、桥梁状况评估的热传感器和激光雷达传感器 和交通运营数据分析。详细的成本效益分析表明 无人机可以更好地估计遇险情况，从而降低维护成本。

到目前为止，负责道路的机构一直在积极应对，检查问题 在有人打电话投诉后，布鲁克斯解释道。 “这项技术变得反应性 对主动响应的响应。”

布鲁克斯还领导了足球比赛结果两种新型无人机运输研究的组成部分 努力。与德克萨斯大学阿灵顿分校合作建立德克萨斯系 交通项目中，布鲁克斯的团队分析了铁路道口的粗糙度，确定了 铁路沿线的侵蚀区域，并使用无人机收集记录桥梁筋膜状况 图像。与联邦公路管理局下属的纽约城市大学合作 (FHWA)，该团队完成了马里兰州东部两座桥梁的 3D 建模，展示了 无人机传感与声纳传感相结合如何帮助评估灾后 桥梁构件可能受到桥梁冲刷或其他影响的情况 问题。

虽然足球比赛结果致力于开发无人机的良好用途，但大学研究人员 还设计了一种摆脱坏人的方法：Mo Rastgaar 的无人机捕手，它捕获了 媒体和公众的想象力。

这是一个简单的系统：一个发射器，可以发射附在大型无人机上的大网 一个字符串。该系统可以是自主的，由地面人类飞行员控制， 或两者的组合。

发现入侵的无人机后，无人机捕捉者开始追击并发射网 距离最远 40 英尺。因为网络太大了，可以这样部署 很快，它甚至可以捕获速度最快、机动性最强的小型无人机。

“如果威胁是无人机，你真的不想将其击落——它可能包含 炸药并爆炸”，Rastgaar，副教授机械工程，解释。 “你要做的就是抓住它并把它带出去。”

Rastgaar 和他的同事正在努力让他们的无人机捕手获得专利并商业化。

水

虽然有时隔离、降雪以及由此产生的旅行可能会让密歇根州感到沮丧 对于技术研究人员来说，校园的位置及其类似北极的环境提供了许多好处。 对于水中和水上的流动性研究尤其如此。

该五大湖研究中心(GLRC) 是水上交通的旗舰产品。从字面上看，GLRC 确实拥有船只——一支舰队 其中包括几艘研究和调查船、遥控潜水器（ROV）、 自主水下航行器（AUV），并且希望很快就会有新的增加， 自动地面车辆（ASV）。

“足球比赛结果地理位置优越，可以帮助制定该州的出行愿景 在所有部门，特别是在海洋部门，”说盖伊·梅多斯，GLRC主任和可持续海洋工程罗宾斯教授。 “不 Tech 的深度和广度仅在技术方面很重要，但我们也 地理位置优越，可作为全年自主海洋系统的测试平台。海上交通， 无论是商业还是娱乐，都远不如苏必利尔湖中部的大多数地方 世界上的一些地方。”

特拉维斯·怀特'11 是 GLRC 的后备队长R/V 阿加西也是GLRC最新聘请的研究工程师；他专注于技术 中心自主研究背后的运作环境，并正在积极 正在研究购买一艘自动驾驶船的提案。

传感器和控制系统规模扩大，船只可以分为不同的等级 自主程度；最高级别能够分析现实世界的场景并 以最少的人力投入做出决策。 ASV 可以收集水质数据， 藻华、鱼类种群和热力学——研究调查中的曲折 长达五天、航程 840 海里，进入平季， 难以到达的地区。然而，ASV 面临的一项挑战是不可预测的——粗糙的 水。

“基威诺水道拥有所有五大湖唯一的美国海岸警卫队站 这些 47 英尺长的冲浪船设计用于在超过 15 英尺的海洋中航行，”怀特 说。 “我们在这里了解到的有关苏必利尔湖中部汹涌水流的任何信息都可以应用 到大西洋、太平洋或其他海洋。”

海浪之下是另一个挑战。水下机动性的主要障碍 是通信、定位和有限的能量。这就是为什么海洋机器人工程师 和一名水声电气工程师使用强化学习进行合作。

“水是更不可原谅的”，Lou 和 Herbert Wacker 同事 Nina Mahmoudian 说道 自主移动系统教授。 “我们希望机器人能够从错误中学习。”

为此，Mahmoudian 正在与助理教授王朝晖合作电气和计算机工程并且是 GLRC 的成员。他们共同致力于低成本和高模块化 移动网络基础设施，包括水下连接的低成本 AUV 和 ASV 系统 通过基于声波的通信。目标是研究基本挑战 在一系列可操作的设备中实现声学通信模块的无缝集成 车辆。

协调当然就是协作。在政策层面上，GLRC 通过智能船舶联盟领导经济和治理， 密歇根州的一项倡议，旨在为自动驾驶道路规则的制定提供信息 五大湖中的船只。最终，美国海岸警卫队将负责 实施和执行商业自主船舶的未来法规 和娱乐用途。

“我们必须解决许多挑战，才能为以下群体制定基线行为规则： 自主船，”怀特说，并补充说，最近在采用和 无人机的商业用途，现在需要无人机飞行员执照。 “那就是那里 我认为 GLRC 正在发挥作用，建立一个框架并促进这些工作 对话。”

地面

高峰时段交通。半挂卡车改变车道。出口匝道施工改变了出行路线。 汽车在街道上排列，公共汽车远离车站。行人无处不在。雨 开始坠落，穿越铁路时的颠簸——一辆汽车闯红灯时突然停下来 光。

在现代地面交通组织混乱的情况下，移动技术将带来什么 通过现实生活场景的测试吗？

让我们从一辆车开始，全力以赴看看不远的地方会发生什么 未来依然存在。蓝色 2017 款雪佛兰 Volt 看起来很熟悉，但内部却有所不同 并出去。

“Volt 拥有当今所有车辆中最复杂的驱动系统之一 - 具有内部 内燃机和两台电动机，”说杰夫·纳伯，导演（APS LABS），并补充说他的团队将为汽车配备传感器、软件和 其他改进很少。 “这些无缝技术无需驾驶员即可运行 了解幕后发生的事情。”

这辆车是 APS LABS 车队中的八辆汽车之一，是 APS LABS 资助的项目的一部分 美国能源部 ARPA-E NEXTCAR 计划旨在减少燃料消耗 并通过互联和自动化技术增加电力范围。 APS LABS 团队与其他大学工程师和科学家合作，证明 通过车辆连接实现优化的车辆动力总成控制，可以 减少 20% 以上的燃料能源并增加电动汽车的续航里程 超过 6%。

燃料本身——并将其注入发动机——是移动性研究的另一个方面。 Xiu Cheng (Sheldon) Zhu ‘16，机械工程研究生，在 替代能源研究大楼是汉考克一处不起眼的砖砌设施。里面， 设备一点也不起眼。在他的顾问的指导下，李成英，Zhu 进行了模拟并观察它们在 1.1 升光学可访问的情况下变得栩栩如生， 定容燃烧室。这种罕见的装置用于研究点火、燃料 喷射，以及喷雾和排放。研究人员可以看到整个燃烧过程 通过四英寸的蓝宝石窗口进行处理。

“很少有人有机会使用这种类型的设备，”朱说。 “有 美国只有两座这样的燃烧容器，一座在这里，一座在桑迪亚国家公园 实验室。”

一旦启动并行驶，研究人员就需要了解汽车如何在交通中行驶。 车辆间通信软件是关键（参见下面的移动性：传感器）。这个 可以是车辆对车辆通信（“嘿！我在这里开车”）、车辆对基础设施 通信（“桥上的道路施工”）和车辆与任何事物的通信（“事故 前方”或“我是自行车”或“手机提醒：绕行”）。三者分别是 称为V2V、V2I和V2X技术；它们都依赖云计算来工作。

但是，一辆设计用于在高峰时段在底特律行驶的汽车能够应对基韦诺暴风雪吗？基威诺研究中心已准备好寻找答案。他们在四次积雪条件下的行驶里程超过 100 英里 环路、环形轨道、车辆动力学表面（当地称为“冰”）、坡度范围 从 15% 到 40%，还有一个温度降至 40 以下的大冷室。

这种工程是什么杰里米·博斯，助理教授电气和计算机工程，称为“地球尽头的自治”。与其哀叹基威诺的冬天， 博斯希望足球比赛结果接受它们，并将移动性研究推向黄色之外 充满越野和现实世界可能性的暴风雪中的线路。

“我看到新的移动技术推动了该州的复兴，这些技术利用了 这里已经存在大量的工程人才，”说丹·福尔曼，电气与计算机工程系系主任。 “能够的工程师 机械工程、电气工程之间的跨学科界限， 需要计算机科学来保持这一运动的活力。”

传感器

跨越空气、水和陆地的传感器让移动世界变得运转起来。他们是 移动技术的眼睛、耳朵、神经和胆量，但它们的效果也一样 作为系统之间的通信。

电气与计算机工程系的几位研究人员 致力于传感器背后的科学、技术、工程和数学。

连接的控件

车辆内的传感器可以得到增强。 NEXTCAR研究团队的成员，陈博专注于开发模型预测控制系统以优化混合动力汽车 动力总成。目标是在汽车之间切换时最大限度地利用能源和燃料 电动机和内燃机。根据车辆速度的输入， 功率轨迹、交通模拟、道路等级等诸多因素，最 可以保持高效的动力总成控制。

通信网络

传感器为需要连接才能运行的系统提供支持。这种沟通必须 发生在车辆内部和外部。奥伦妮丝·奥利维拉在两个领域的交界处工作，她说新兴技术已经 能够将车辆碰撞事故减少 80%。提高安全性、交通效率、 奥利维拉在车辆特设网络中工作 (VANET) 来应对最大的通信挑战——连接性差和事实 汽车是移动目标。

平台融合

总和大于其各个部分。蒂姆·海文斯想要帮助生成不仅仅是将数据相加的总组合测量结果 来自各个传感器。融合多种不同类型的融合平台 传感器，它们补充并完善了它们共同感知世界的方式， 将使实时分析更加可行。这对于检测爆炸物至关重要 战场上的设备、意外的道路障碍以及桥梁的弱点。

足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，于 1885 年在霍顿成立，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。