网格法在视频图像车速中的研究与应用

视频图像车速计算的工作中,相当一部分视频图像虽然能确定车辆运动过程对应的时间,但由于目标车辆大部分移动过程都在固定标尺之外的区域,或者找不到确定的移动标尺,无法标定或量化整个移动过程的距离参数,使车辆行驶速度无法计算;本文通过研究"kinovea"软件的基本功能——透视网格功能,在了解其功能、特点的基础上发现其特殊用途:可用经已知固定标尺标定后的透视网格来标定未知区域,使该区域的车辆位移参数可测量或量化,实现对车辆行驶速度进行精确计算;同时还可运用基于Kinovea软件网格功能的网格法对事故进行深度分析,通过网格的铺设,计算出目标车辆的车速,测算两肇事主体之间的距离,推断安全的停车距离,可以得到交通事故中目标车辆或物体的关键性位置参数,为事故的深度分析及处理提供强有力的技术支持。     

基于加速度噪声的浮动车路况计算方法

现阶段,基于浮动车数据的道路交通状况预测成为路况计算的主要方法之一。通常情况下,上述方法利用装设在出租车或其他小型车辆上的GPS接收设备计算被监测车辆的平均车速,从而获取车辆行驶路段的道路交通状况。使用该方法计算路况的前提是,浮动车的行驶速度近似等于道路自由交通流速度。在很少有出租车行驶的城际高速公路和郊区道路上,只能通过装有GPS设备的大型车辆,如大型客、货车作为浮动车计算路况,然而,上述车辆的行驶速度往往低于所在道路的自由交通流速度,使用传统浮动车路况算法会造成较大的误差。因此,需要引入一种新的算法,以实现基于大型低速浮动车的道路交通状况计算。本文针对这一问题,提出了基于加速度噪声的浮动车路况计算方法理论,并结合路况直报系统真值对计算结果准确性进行了验证,为通过大型低速浮动车GPS数据计算道路交通状况提供了一种可行的解决方案。     

基于分子动力学的跟驰特性及其模型

为更好地研究车辆跟驰特性,缓解道路交通拥堵,在车辆跟驰行为受前导车和道路环境等影响的基础上,将单车道道路虚拟为一维管道,道路上的跟驰车辆抽象成相互作用的分子。考虑需求安全距离和期望速度2个影响因素,基于分子动力学构建车辆相互作用势和分子壁面势函数,并建立基于相互作用势函数的分子跟驰模型,给出跟驰车辆的加速度模型。在实际交通环境中建立视频采集试验路段,采集试验路段不同点位的交通流样本,从视频中获得模型所需数据,并将数据分为两部分,一部分用于参数标定,其余用来模型验证。将车辆运行状态分为常态行驶、起动加速和减速停车3种。根据实测交通数据分别对3种车辆运行状态下的经典GM模型和分子跟驰模型进行参数标定,选取3种不同运行状态下的试验数据各3组,代入标定后的分子跟驰模型与经典GM模型计算模型输出加速度,并与实测加速度进行误差分析对比,结果表明,分子跟驰模型输出加速度与实测加速度之间的误差,总体上比经典GM模型要小,而且根据绝对误差方差显示,分子跟驰模型较经典GM模型稳定性更高。选取有代表性的一组跟驰过程进行数据绘图,对比可以看出分子跟驰模型输出加速度与实测数据变化趋势几乎一致,其拟合效果比经典GM模型更好。     

基于车辆行驶轨迹的信号交叉口排队长度估计

为了研究如何结合移动检测数据来确定交叉口排队长度,并以此来衡量交通拥堵程度的问题,利用车辆行驶轨迹,分析了通过交叉口车辆的排队特点。根据车辆在队列中的不同排队位置,分车辆通过交叉口时所存在的A,B,C这3种位置,建立了面向延误最小的排队长度估计模型。其中,通过虚拟线圈检测器后开始减速停止在停车线前的A位置车辆排队估计模型基于基本延误模型;减速进入虚拟线圈检测区域停车的B位置车辆排队估计模型基于简化车辆跟驰模型,对可获得车辆行驶轨迹的网联车减速过程进行了重建;减速停止在虚拟线圈检测器前的C位置车辆排队估计模型基于LWR消散模型以及交通流理论算法,并利用网联车车辆行驶轨迹数据进行了加速过程的重建。在此基础上,根据不同位置车辆与队尾网联车的距离不同,对其到达率赋予不同的权重,计算总的排队长度。最后,通过图新地球地图软件投影并筛选车辆在案例交叉口的车辆行驶轨迹,利用微观交通仿真软件VISSIM对本研究的模型进行仿真验证。结果表明,排队长度估计模型与真值的最大误差为12.4%,最小为2.2%,平均误差为8.75%,方差为12.595%~2,绝对与相对误差均保持在可接受范围以内,说明基于车辆行驶轨迹的信号交叉口排队长度估计模型能够较为有效地估计城市道路交叉口的排队长度。     

汽车防追尾碰撞数学模型研究

为了提高车辆在高速行驶状态下的主动安全性能,研究了处于追尾行驶状态的本车与前车的运动学特征;针对前车的不同运动状态分别推导出了跟车距离的计算模型并分析了模型中3个关键参数的随机性和动态性,对制动迟滞时间提出了基于模糊推理的确定方法,对本车制动减速度和前车的运动加速度提出了比较实用的动态测算公式;另外,研究了防追尾碰撞的控制与执行,建立了动态调整安全制动停车距离的神经网络模型,提出了基于危险裕度判别的安全控制方法。     

轻型汽油车与纯电动汽车碳排放量比较研究

选取3辆国Ⅵ轻型汽油车和 3辆轻型纯电动汽车在全球统一轻型车辆测试循环 （World Light Vehicle Test Cycle,WLTC）、中国乘用车行驶工况 （China Light-Duty Vehicle Test Cycle-Passenger,CLTC-P） 及实际道路工况下进行能耗试验,将电耗折算为电力生产端的 CO2排放量,研究了两类车辆在不同测试工况下,车速、加速度、车辆瞬时比功率（Vehicle Specific Power,VSP）、行程动力学参数v.apos和相对正加速度 （Relative Positive Acceleration,RPA） 对CO2排放的影响及两类车辆 CO2排放特性的异同点。结果表明,两类车辆 CO2排放因子均随车速的升高先下降后上升;汽油车CO2排放因子在≥30 km/h的车速区间随加速度增大波动较小,0～30 km/h低速段均有很高的值,且在＞1 m/s2的低速急加速区间取得最大值,低速段平均CO2排放因子达到纯电动汽车的2.06～2.2倍;纯电动汽车CO2排放因子在减速区间维持稳定低值,匀速及加速区间随加速度增大急剧上升;汽油车CO2排放率随VSP增大先下降后上升,纯电动汽车CO2排放 率只在VSP＞0时随VSP的增大呈近似线性增长,且在VSP＞20的高速急加速区间反超汽油车;v.apos和RPA与两类车辆在各行驶路段的CO2排放因子具有强正相关性。     

确定可靠性强化试验道路行驶车速方法初探

为了规范可靠性试验中强化路的行驶速度,达到更好更快捷地考核车辆装备可靠性的目的,本文以Unimog4000为例进行了典型路面的平顺性行驶试验。车辆分别以不同的车速通过典型路面,记录各测点的振动时域信号。在后期处理中,采用DASYLab对信号进行时域和频域分析。以加速度均方根值为对比依据,对不同车速下车辆在B级沥青路面和搓板路面上的振动做了对比,从而为确定可靠性试验中不同强化试验路的行驶车速提供了一个依据。     

山区道路车辆侧翻模型与安全分析

车辆侧翻是山区道路行驶车辆的主要事故形态之一.针对山区道路车辆的行驶安全,通过对车辆在坡弯结合路段的受力分析,建立了山区道路行驶的车辆动力学模型,根据横向载荷转移率研究了车辆侧翻与车辆运动状态之间的关系,给出了车辆在山区道路安全行驶的临界速度以及临界侧向加速度.通过车辆在山区道路的实验进行验证,结果表明当车辆自身参数以及道路信息确定时,可通过控制车速及侧向加速度来避免侧翻的发生,提高车辆的行驶稳定性.      

安全切入场景下的驾驶人初始制动时刻分析

基于中国自然驾驶项目的China-FOT数据库，研究安全切入场景下的驾驶人制动响应，为研究自动驾驶功能在安全切入场景下的控制策略开发及测试评价提供参考。首先使用人工截取车载视频的方法初步筛选出266例安全切入场景工况，通过观看车载视频提取交通环境参数（包括光照条件、切入车辆切入方向、车辆类型、横向位置变化等）以及本车驾驶人制动响应等视频数据；通过自动截取CAN总线数据提取本车车速、加速度等车辆动力学参数；并使用MATLAB图像分析的方法估算两车相对速度、相对距离等图像处理结果。然后基于提取到的工况数据，分析驾驶人响应类型及分布，得出在前车安全切入场景下，本车驾驶人保持本车道行驶的响应行为占96.24%，保持本车道行驶且同时制动的响应比例为51.13%。因此，对前车安全切入时，本车驾驶人保持本车道行驶的同时采取制动响应的行为进行了更深入的研究，以提取的136例符合此响应行为的工况数据为基础，以THW（Time Headway）值作为表征参数分析驾驶人初始制动时刻特征。预设交通环境、切入车辆参数、本车参数中可能对THW值产生影响的因素，分析THW值在预设的影响因素下的分布情况，并使用皮尔逊相关性检验验证THW值与该因素的相关关系，最终确定切入车辆类型、两车相对车速及相对距离与THW值显著相关。最后使用以上显著影响因素的参数进行聚类分析，得到5种典型的安全切入场景下的制动工况。     

一种利用旋转编码器的车辆姿态动态算法研究

智能车辆关键技术之一是准确、实时地确定车辆的位置和姿态。本文中提出了一种利用旋转编码器计算车辆实时姿态的方法。利用旋转编码器测量智能车辆左右车轮的旋转角位移,并作为输入实时计算车辆的行驶轨迹和航向角。在计算中特别考虑了轮胎侧偏角对车辆行驶姿态的影响,有效降低了车辆在较高车速与弯道行驶时的计算误差。实验结果证明了该方法的准确性和可靠性。     

高速公路直线段最大长度合理取值研究

从车辆运行状态的角度出发,将直线段上车辆的运行分为加速行驶、匀速行驶和减速行驶3个过程,分析了车辆在不同行驶过程中的行驶时间与行驶距离,以直线段上最长行驶时间70 s作为最大直线段长度的控制条件,推导了基于运行车速的高速公路直线段最大长度计算模型。模型表明设计速度为120 km/h的高速公路直线段最大长度要比20倍设计速度小,而其他设计速度的高速公路则要视直线段相邻曲线起终点的运行车速而定。以现场实测数据为依据,建立了高速公路平曲线起终点小型车运行车速与平曲线半径的回归模型,并给出了计算实例。基于运行车速确定高速公路直线段最大长度能够较好地满足驾驶员的实际需求,提出的计算模型可为高速公路设计及安全审计提供依据。     

考虑邻板高程差的装配式水泥路面行驶舒适性研究

为了研究装配式路面板的预制与安装误差所导致的板块间高程差对行驶舒适性的影响,从而为装配式水泥路面板的尺寸设计和施工控制提供参考。采用了模型仿真的方法,以座椅加权加速度均方根值作为评价指标,在四自由度1/2车模型的基础上,增加座椅质心竖向位移作为一个自由度,建立五自由度1/2车模型。采用Newmark-β法对该模型进行求解,计算车辆驶过不同邻板高程差时振动方程的解,获取座椅处的加权加速度均方根值。分析了车型、行驶速度、邻板高程差大小、板长等因素对加权加速度均方根的影响,进而通过加权加速度均方根对装配式水泥路面的行驶舒适性进行评价。结果表明:邻板高程差引起的装配式水泥路面不平整对行驶舒适性影响显著,且影响程度与车型、行驶速度、邻板高程差大小、板长等因素有关;车辆在驶过单个接缝时,其座椅竖向加速度最大值会随着车速和邻板高程差的增加而增加;车辆在驶过多个接缝时,其加权加速度均方根值会随着邻板高程差的增加而增加,随着板长的增加而减少;接缝影响距离随车速呈现整体上升趋势,但其大小会根据车型和车速产生规律性的变化;使用加权加速度均方根值对行驶舒适性进行评价,可为装配式水泥路面的设计与施工提供参考;在板块设计和施工中,可以通过控制最小板长,提高施工水平,降低邻板高程差,来保证路面的行驶舒适性满足设计的要求。     

基于实时三线标定的车辆视觉定位方法

车辆在行驶过程中车路状况复杂多变,车载摄像机外参数会发生较大的变化,针对采用传统的基于预先标定外参数的方法进行车辆位姿计算会带来较大误差的问题,研究了一种基于实时三线标定的车辆视觉定位方法.基于三线标定法实时标定车载摄像机外参数,降低了其受到车辆震荡和路面环境的影响.然后利用外参数的实时标定结果,结合射影几何和消失点原理对车辆进行位姿计算,获取车道偏离距离和车辆偏转角度信息,从而实现对车辆的定位.通过在不同的路段架设不同高度的车载摄像机进行真实道路实验,计算车辆的位姿.结果表明,在不同路况下,车辆偏离车道线距离的平均误差为7.3cm,偏转角度平均误差为1.5°.该算法通过实时标定车载摄像机外参数,可以有效提高车辆位姿计算的精准性与适应性,对车载摄像机外参数的标定性能明显优于传统的预先标定法.      

公路视错觉减速标线横向宽度及角度与减速效果研究

为了研究公路视错觉减速标线横向宽度和角度对车速变化的影响,选择横向宽度20~55cm、角度0°~180°的梳齿形减速标线进行室外实车试验,建立了车速与公路视错觉减速标线的横向宽度和角度的数学模型。结果表明:车速与标线横向宽度之间呈逻辑关系,建立了两者之间的定量关系模型。标线角度为130°~150°时,小车车速下降,在150°时达到最低值,当角度为30°~45°时,小车车速有增加的趋势,车辆通过角度变化的视错觉减速标线后,平均车速和标准差降幅分别达到10.07%和51.48%。     

基于车载式视频图像的车辆行驶速度鉴定

文章论述了基于车载式视频图像鉴定道路交通事故中目标车辆行驶速度的基本原理,提出一种依据射影几何学中的交比不变性原理测算目标车辆行驶距离的算法。该算法可以避免因车辆运动轨迹与视频摄录设备镜头光学轴线不垂直而产生的误差,从而提高了目标车辆行驶速度鉴定的精确度。最后根据一个真实案例,探讨了用车载式视频图像进行车辆行驶速度鉴定的方法、步骤以及主要注意事项,可为评价这一鉴定方法的准确性和科学性提供参考。     

弯道安全车速建模及影响因素分析

车速的合理选择,是影响弯道行车安全的关键.为此,针对车辆在弯道行驶过程中因超速导致的侧滑、侧翻等侧向失稳事故,通过建立车辆转向行驶动力学模型,结合道路环境信息,在分析车辆转向时载荷横向偏移、悬架变形等基础之上,对传统模型进行改进,建立精度更高的弯道安全车速计算模型.并采用车辆动力学仿真软件CarSim和TruckSim进行不同工况下的仿真试验验证.运用正交试验方法对试验结果进行极差和方差分析,获取弯道安全车速对7种主要影响因素的敏感度.结果表明,该模型所得的安全车速值,与车辆侧向失稳时的临界车速值之间的平均误差为1.55%;相比于其他因素,弯道半径和路面附着系数对安全车速的影响最为显著;当路面附着系数达到特定值时,模型考虑了车辆的侧翻危险,使其计算得到的弯道安全车速呈现饱和现象.      

城市道路减速丘交叉口的运行速度变化

使用视频采集技术对通过平乐园南路口减速丘的车辆运行速度数据进行调查。运用插值分析法,建立了车辆行驶速度和距交叉口距离的关系;利用单因素方差分析法,对距交叉口的距离与机动车行驶速度进行显著性分析,研究了城市道路交叉口设置减速丘后机动车的减速效果。结果表明,城市道路交叉口设置减速丘后机动车速度衰减了42.87%,且距交叉口的距离对于机动车行驶速度是有显著影响的。在交叉口进口道16 m范围内,机动车在行驶据交叉口3.5 m处时,其行驶速度会有显著变化,3.5 m处显著性水平为0.01<α=0.05。     

摩托车对制动器的要求及其技术关键

1.摩托车对制动器的性能要求摩托车的行驶速度在行驶过程中需要不断地变化,在平坦的高速公路上摩托车可以用高速行驶,但在转弯或在较窄的路面上行驶会车时,必须减速,特别是遇到障碍物或有碰到行人或其它车辆的危险时,更需要在尽可能短的距离内将车速下降到很低,甚至为零(即停车)。摩托车必须具备这一功能才能正常行驶。另外,摩托车在下长坡时,由于重力的作用会不断加速,当车速达到一定程度时,必须控制车速,以保证行车安全。对高速行驶的摩托车进行减速以致于停车,下坡时车速保持稳定,以及达到     

基于运动约束的激光雷达与车体坐标系旋转参数标定

激光雷达是智能网联汽车环境感知的重要传感器,多坐标系空间标定是激光雷达精准环境感知的前提条件。针对激光雷达与车体坐标系空间同步面临传感器观测单一的问题,提出基于激光雷达与车辆的平面运动和直线运动约束2步标定方法。为构建运动约束,基于激光里程计获取激光雷达运动位姿信息,通过激光雷达运动轨迹信息和时域上多帧地面平面拟合信息进行平面行驶识别,在满足平面路况下构建平面运动约束标定,进而标定横滚角与俯仰角;基于俯仰角和横滚角对车辆轨迹进行修正,通过激光运动轨迹建立直线行驶判别模型判别车辆运动状态,在满足车辆直线行驶路况下构建直线运动约束,从而标定偏航角。最后,在智能驾驶试验车上开展了激光雷达与车辆坐标系标定的实车试验,通过实车采集的数据验证了提出的空间同步方法的可行性。试验结果表明：提出的激光雷达与车体坐标系标定方法优于基于标定物的方法,在原始数据上可以保证标定后的旋转误差降低至0.61,误差率降低约47.4%。在手动调整的扩充数据上标定后的旋转误差降至1.64,误差率降低约40.6%。相对于基于标定物的方法,其旋转误差均有降低且不需要借助特定的标定物与标定场,降低了对环境的依赖程度。同时通过消...     

一种多轴车辆的测功试验台转向行驶模拟方法

本文中提出了一种适用于在测功试验台上进行的多轴车辆转向行驶模拟方法,提出了一种由行驶模型、转向模型和转向控制策略3部分组成的车辆模型。首先根据车辆的行驶情况,通过车辆转向控制策略和转向模型获得当前时刻的多轴车辆各轴转向角与车辆的转向状态。然后通过车辆行驶模型计算得到多轴车辆各轴当前时刻的运动状态。最后通过测功机对车辆各驱动轴进行加载,并采用电惯量模拟技术对系统不足的惯量进行补偿,使测功系统中各轴的运动状态跟随模型计算结果而变化,以实现在测功试验台上的多轴车辆转向行驶模拟。一辆多轴车辆在等速转向、加速转向、减速转向等行驶状态下进行仿真的结果,初步验证了该方法的可行性。