一种改进的SIFT图像立体匹配算法

针对SIFT算法复杂度高、计算时间长、影响立体匹配的实时性等问题,提出了一种改进的立体视觉特征点匹配算法该算法从两个方面对SIFT算法进行改进:首先利用24维特征描述符代替128维特征描述符,以降低计算复杂度;其次在图像对匹配过程中采用改进的BBF搜索算法,通过引入最小优先级队列的限制条件和匹配精度更高的马氏距离判断两幅图像特征点的匹配性.采用经典图像和未知的室外环境下拍摄的图像对本文算法进行实验验证,结果表明,本文提出的算法每100个特征点检测时间为0.01 s,正确匹配率平均为89.65%,相对于原算法,提高了匹配的准确度,并降低了匹配时间.      

基于手机信令数据的游客识别与出行轨迹匹配方法

为统计旅游交通的客运量，分析公路交通运输需求，优化运输组织，合理构建“快进慢游”综合交通旅游网络，研究提出基于手机信令数据的游客识别与出行轨迹匹配方法。通过划定景区边界，设置停留时间阈值，识别手机用户的游客身份；同时，借助地图工具批量计算信令发生位置间的出行路线与行程时间，匹配实际公路网。实例分析结果表明，手机信令数据能呈现手机用户的出行轨迹，且信令数据的位置轨迹与公路线位走向结合密切。在人们越来越依赖地图导航软件规划出行路径的背景下，利用该方法能更准确地识别景区游客并估计游客往来景区的出行路径。     

A real-time collision-free path planning of a rust removal robot using an improved neural network

In this paper, a real-time collision-free path planning of the rust removal robot in a ship environment is proposed, which is based on an improved biologically inspired neural network algorithm. This improved algorithm is based on the biologically inspired neural network and modified with obstacle detection sensors and kinematic state templates, and is implemented in a ship rust removal robot planning system for dynamic trajectory generation. The real-time optimal trajectory is generated by the biologically inspired neural network, and the moving obstacle detection process of a ship robot working on the wall is simulated with the obstacle detection sensors models. The local real-time trajectory can be re-planned by the updated local map information, where the obstacle detection sensors are used to inspect partial environment information and update the robot nearby information in real time in the original neural network algorithm. At the same time, the method of the kinematic state templates matching and searching is used to solve the pipes’ influence of the rust removal robot climbing on the wall, which can not only provide a smooth path, but also can judge the motion direction and turning angle of the robot. Comparison of the proposed approach with the simulation shows that the improved algorithm is capable of planning a real-time collision-free path with achieving the local environmental information and judging the rust removal robot’s motion direction and turning angle. This proposed algorithm can be good used in the ship rust removal robot.     

基于GPS与图像融合的智能车辆高精度定位算法

车辆自定位是实现智能车辆环境感知的核心问题之一.全球定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差通常在10 m左右,不能满足智能车辆的定位需求;惯性导航系统成本较高,不适于智能车辆的推广.本文在视觉地图基础上,提出一种基于GPS与图像融合的智能车辆定位算法.该算法以计算当前位置距离视觉地图中最近一个数据采集点的位姿为目标,首先运用GPS信息进行初定位,在视觉地图中选取若干采集点作为初步候选,其次运用Oriented FAST and Rotated BRIEF(ORB)全局特征进行特征匹配,得到一个候选定位结果,最后通过待检测图像中的局部特征点与候选定位结果中的三维局部特征点建立透视n点模型(Perspective-n-Point,Pn P),得到车辆当前的位姿,并以此对候选定位结果进行修正,得到最终定位结果.实验在长为5 km的路段中进行,并在不同天气及不同智能车辆平台测试.经验证,平均定位精度为11.6 cm,最大定位误差为37 cm,同时对不同天气具有较强鲁棒性.该算法满足了智能车定位需求,且大幅降低了高精度定位成本.     

Consistent depth maps estimation from binocular stereo video sequence

In the paper, an approach is proposed for the problem of consistency in depth maps estimation from binocular stereo video sequence. The consistent method includes temporal consistency and spatial consistency to eliminate the flickering artifacts and smooth inaccuracy in depth recovery. So the improved global stereo matching based on graph cut and energy optimization is implemented. In temporal domain, the penalty function with coherence factor is introduced for temporal consistency, and the factor is determined by Lucas-Kanade optical flow weighted histogram similarity constraint (LKWHSC). In spatial domain, the joint bilateral truncated absolute difference (JBTAD) is proposed for segmentation smoothing. The method can smooth naturally and uniformly in low-gradient region and avoid over-smoothing as well as keep edge sharpness in high-gradient discontinuities to realize spatial consistency. The experimental results show that the algorithm can obtain better spatial and temporal consistent depth maps compared with the existing algorithms.     

无人驾驶条件下共享停车匹配模型及算法

针对如何减少无人驾驶车辆在泊车过程中不必要的频繁移位和因此增高的事故风险,构 建了在满足合理共享停车需求条件下最小化无人车移位成本的共享停车供需匹配优化模型,并 利用解的结构特征设计了一种具有针对性的模拟退火求解算法。鉴于无人车灵活变换泊位的特 征,将泊车需求与泊位供给在时间上加以分割,从而使得基于分割时段的匹配模型可以反映无人 车的泊车特征。将对应分割时段的匹配集合加以组合形成对应模型可行解的匹配图。利用匹配 图的时空结构特征,定义对应分割时段的匹配图邻域,从而完成对模拟退火算法关键操作的设 计。结果表明：利用新方法可以实现无人车的共享停车匹配;经过优化处理,无人车的移车次数 可减少至不到初值的5%;一般情况下最优匹配图不唯一,为其他停车要求提供了操作空间。     

基于粒子滤波联合算法的地磁室内定位

室内地磁场受钢结构与其它铁磁材料的影响,造成磁场区域局部异常,使室内地磁场具有特异性. 受益于此种现象,室内地磁定位技术得以实现. 然而在大型建筑中地磁场的特异性会减弱,这导致定位结果出现模糊现象. 针对这一现象,文中提出了基于路径匹配的室内地磁定位技术,通过增加匹配特征数量来解决此问题. 使用基于动态时间规整（dynamic time warp,DTW）算法与粒子滤波（particle filter,PF）算法的新型联合算法,并以路径匹配的模式对目标进行追踪. 在匹配过程中又通过计算斯皮尔曼等级（Spearman）相关系数确定路径之间的相似度,使之作为辅助定位. 最后用装载了磁传感器的测量机器人进行实验验证,结果表明:路径匹配具有足够的地磁特征数量,能够解决特异性减弱情况下定位结果模糊现象,且定位精度优于1 m.      

Constrained submap algorithm for simultaneous localization and mapping

When solving the problem of simultaneous localization and mapping (SLAM), a standard extended Kalman filter (EKF) is subject to linearization errors and causes optimistic estimation. This paper proposes a submap algorithm, which builds a weighted least squares (WLS) constraint between two adjacent submaps according to the different estimations of the common features and the relationship between the vehicle poses in the corresponding submaps. By establishing the constraint equation after loop closing, re-linearization is implemented and each submap’s reference frame tends to its equilibrium position quickly. Experimental results demonstrate that the algorithm could get a globally consistent map and linearization errors are limited in local regions.     

Algorithm based on morphological component analysis and scale-invariant feature transform for image registration

In this paper, we proposed a registration method by combining the morphological component analysis (MCA) and scale-invariant feature transform (SIFT) algorithm. This method uses the perception dictionaries, and combines the Basis-Pursuit algorithm and the Total-Variation regularization scheme to extract the cartoon part containing basic geometrical information from the original image, and is stable and unsusceptible to noise interference. Then a smaller number of the distinctive key points will be obtained by using the SIFT algorithm based on the cartoon part of the original image. Matching the key points by the constrained Euclidean distance, we will obtain a more correct and robust matching result. The experimental results show that the geometrical transform parameters inferred by the matched key points based on MCA+SIFT registration method are more exact than the ones based on the direct SIFT algorithm.     

基于AFC数据的城轨路网客流OD在线动态估计

路网实时客流状态是城市轨道交通日常运营组织科学决策的主要依据,而精准地在线估计客流OD是前提条件.本文分析了准实时AFC数据接入条件下客流OD在线动态估计问题及其特点,提出了将机器学习与递归贝叶斯相结合的客流OD动态估计方法;构建了基于LSTM的客流OD状态转移模型,以及LSTM模型嵌入下的客流OD递归贝叶斯估计模型;针对客流OD状态变化的非线性、不确定性特点,提出基于粒子滤波算法求解客流OD递归贝叶斯估计问题.面向LSTM模型嵌入所形成的客流OD状态转移三阶马尔科夫过程,对一般的粒子滤波算法进行高阶扩展,研究了算法的实现.最后用实例对本文提出的方法进行了验证.     

人工免疫粒子滤波算法估计电动汽车电池SOC

准确预测电池的荷电状态（SOC）对纯电动汽车的安全可靠的运行具有重要意义.标准的粒子滤波算法对锂离子动力电池的非线性特征有一定的适应性,能够对电池的 SOC做出估计.但是在标准粒子滤波运算过程中普遍存在粒子退化现象,导致算法效率和预测精度降低.因此,本文提出一种新的人工免疫粒子滤波算法,将人工免疫算法的原理引入标准粒子滤波算法的粒子更新过程中,对锂离子动力电池SOC的估计进行优化,以提高SOC估计的准确性.利用北京市实际运营的纯电动汽车电池数据,对所提出的电池SOC算法进行实证研究.实验结果表明,相对于标准粒子滤波算法,人工免疫粒子滤波算法能够增加粒子的多样性,具有更好的SOC预测精度和有效性.     

基于手机基站数据的混合地图匹配算法研究

基于移动通信的交通信息采集是智能交通系统中新兴的应用技术之一,将车载 手机定位到电子地图上是其应用的基础,而地图匹配技术则是解决车载手机定位的关键. 本文通过对车载手机行驶在不同的路网时所产生的基站切换数据信息,分析得到车载手 机实际运行时基站切换的基本规律;并结合电子地图的数据结构特点,对使用基站切换 数据进行地图匹配时需解决的难点问题展开研究;在使用基站切换对代替道路稳定切换 序列的方法的基础上,提出了结合切换对和基站源址的混合地图匹配算法.此算法可以缩 小待选路段集,有效处理交叉口和平行路段等复杂情况,提高匹配准确率.最后,选取广州 大学城为实地测试区域,验证了此算法的可行性.     

自动引导车辆(AGV)地图生成方法研究

提出了在人工导引方式下生成AGV数字地图的方法.利用立体视觉提取障碍物边界点,将不同视点处得到的观测集成到数字地图中,进一步提高数字地图的精度.由于AGV运动的不确定性,在将最新的观测集成到地图中之前,通过匹配新的观测数据与地图数据计算AGV位置.实验表明了该方法的有效性.     

列车轮对状态的融合监测系统

为了提高列车轮对故障诊断准确率和改善现有列车轮对状态在线监测方法的不确定性,结合多传感器信息融合原理,设计了列车轮对融合监测系统,采用特征层融合自适应加权算法进行了轮对状态融合监测,以自适应的方式寻求最优加权因子,使状态测量值总均方误差最小,比较了特征层融合自适应加权算法、模糊数据关联算法、变结构多模的状态估计算法和BP神经网络算法的计算结果。比较结果表明:当轮对两端轴承均出现故障后,两传感器输出的测量值分别为22.0470和21.0250,而此融合算法计算出的估计值为4.2642,融合值最接近真值,因此,列车轮对融合监测系统可靠性高,抗干扰性强。     

双向蚁群算法在无人驾驶车辆路径规划中的应用

针对传统蚁群算法在无人驾驶车辆路径规划中收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,提出一种全局路径规划的双向蚁群算法.通过双向搜索策略改进蚁群算法,设计相遇机制求解更多可行路径,提高算法全局搜索能力;引入奖惩因子分别扩大和减小双向搜索后的较优路径和较差路径对信息素浓度的影响,加快求解最优路径的速度;最后在Matlab中模拟无人...     

城市边缘区域大型建设项目通道交通分析

随着城市用地的不断向外扩张,大型建设项目向城市边缘区域拓展已经成为城市建设开发的必然趋势. 本文在分析以往交通影响评价方法局限性的基础上,提出了通道交通分析的基本思路,以项目临近的交通通道为研究对象,根据项目周边通道上的瓶颈路段确定研究范围,并在项目对通道交通影响程度分析的基础上引入通道建设敏感度分析,以确定按规划实施项目建设时所必须的交通通道. 应用案例研究表明,引入通道交通分析比较成功地缓解了城市周边大批建设项目实施和通道交通供需之间的矛盾,改进了以往交通影响评价方法的不足,可以确保项目建成后通道交通服务水平不会显著下降.     

基于深度特征聚类的高排放移动污染源自动识别

传统的高排放移动源识别方式是将采集的尾气数据与预先设定的排放阈值进行比较判 定，但是，排放阈值的设定很大程度上取决于人为标准，并且忽视了外部因素对尾气排放的影响， 无法真正反映移动源排放水平。针对此问题，本文结合机器学习算法，提出一种基于深度特征聚 类的高排放移动源识别方法。首先，利用随机森林算法筛选出不同污染物(CO、HC、NO)排放的 主要影响特征；其次，对多维影响特征进行聚类分析，获取高排放类别标签；最后，训练得到基于 深度森林的移动污染源分类模型，自动识别高排放目标源。通过对比实验，在合肥市机动车污染 遥测数据集上验证了所提方法的有效性。